柴油机缸内两相流卷吸效应对燃烧模式的影响

预混合燃烧和扩散燃烧是柴油机的基本燃烧模式，本文选取高压共轨直喷柴油机两种典型燃烧室：缩口型燃烧室和扩口型燃烧室，通过仿真计算研究在不同背景气流环境下基于卷吸效应的混合气形成机理。结果发现：喷射初期油束贯穿背景气流时，油束表面小尺度涡流引起的卷吸效应是形成预混合气的主要原因；对一定的喷射条件不同背景气流直接影响卷吸效应；缩口型燃烧室喷射初期卷吸作用强，预混合速率较快，且大部分燃料在燃烧室内部强滚流的作用下快速扩散燃烧，所以属于预混合扩散燃烧(PDC)模式，虽预混合燃烧占比小，但高温区宽；扩口型燃烧室虽喷射初期卷吸效应相对较弱，预混合燃烧速率较低，但油束冲击壁面凸台后形成二次预混合过程，使预混合气形成持续期延长，预混合燃烧占比大，形成双预混合扩散燃烧(DPDC)模式，通过这种DPDC燃烧模式可减小高温区域面积，由此有效抑制NO_x的生成。     

汽油机射流燃烧室的燃烧模拟计算

在介绍汽油机射流燃烧室过程的三区燃烧模型的基础上，与计算焰前氧化放热过程的简化化学动力学模型相结合，对射流燃烧室爆震进行了预测。通过燃烧模拟计算进一步证明了射流燃烧室的优越性，并为进一步研究燃烧过程提供了有效的工具。     

基于可视化装置的柴油机喷雾燃烧过程试验研究

利用喷雾燃烧多功能动态可视化试验装置,获得了清晰直观的燃烧室内喷雾燃烧过程图片,分析研究了两种燃烧室对喷雾和燃烧过程的影响。结果表明:燃烧室内喷雾贯穿力比涡流和挤流强,喷雾以近似直线形式扩展到凹坑壁后,大部分随涡流方向扩展;火焰首先在靠缩口型燃烧室中心处出现,而圆柱型燃烧室则在靠凹坑上边缘处出现;缩口型燃烧室比圆柱型燃烧室燃烧结束得稍早,燃烧性能更好。     

双斜切燃烧室及其与油束夹角匹配对重型柴油机性能影响研究

利用CFD软件对柴油机的燃烧过程进行了三维仿真研究,探究了燃烧室形状以及其与喷油器油束夹角的匹配对柴油机燃烧性能的影响,在原机的基础上设计了一种双斜切燃烧室。试验结果表明,原机燃烧室和双斜切燃烧室匹配的最佳油束夹角分别为140°和145°,此时油束落点可以到达燃烧室拐角,使燃油向上和向下分流,组织良好的油气混合,缩短燃烧持续期,实现快速燃烧。对于匹配最佳油束夹角的两种燃烧室,双斜切燃烧室在柴油机经济性和动力性上以及碳烟排放方面都优于原机燃烧室,但在NOx排放上比原机燃烧室差。国Ⅵ柴油机燃烧开发试验表明,匹配最佳油束夹角的双斜切燃烧室的综合性能优于匹配最佳油束夹角的原机燃烧室。     

采用双球挤流燃烧室的汽油机缸内燃烧特性的测试

在150FMI汽油机挤流环面半球形燃烧室结构基础上,开发了双球挤流燃烧室.燃烧测试表明:双球挤流燃烧室能获得更高的平均有效压力,抑制爆燃效果明显;但燃烧放热率较低,循环变动有所增加.将双球挤流燃烧室与半球形燃烧室、挤流环面半球形燃烧室、蝶形挤流燃烧室的燃烧放热规律进行综合比较,发现双球挤流和蝶形挤流燃烧室的着火落后期明显长于半球形和挤流环面半球形燃烧室,带挤流环面半球形燃烧室的速燃期明显短于双球挤流和蝶形挤流燃烧室;强烈压缩挤流有延缓缸内燃烧过程的趋势.适当增大点火提前角,可使双球挤流燃烧室速燃期放热明显加快,平均有效压力提高,循环变动率降低,并保持抑制爆燃的良好特性.     

燃烧室几何形状对柴油机燃烧的影响

在汽车直喷式柴油机上,研究不同燃烧室几何形状对燃烧的影响,特别是收口ω燃烧室的影响。 两个普通ω燃烧室和一个收口ω燃烧室,在燃烧过程,发动机性能和排放方面进行比较。由于收口ω燃烧室的燃油喷射到温度较高的气缸壁上,因而减少了着火延迟。 由各个燃烧室紊流特性分析表明,这种燃烧室由于气缸中速度较高,紊流也伴随增加,因而促进了燃烧。从气缸中气体取样分析说明,收口ω燃烧室碳烟较少。通过推迟喷油定时,可使燃油经济性和排放较好。     

燃烧室形状对天然气发动机燃烧影响的研究

采用试验及三维数值模拟的方法,研究了圆柱、缩口和敞口等燃烧室形状对CA6SE1—21N天然气发动机燃烧性能的影响规律。验证结果表明:天然气发动机混合气形成及燃烧过程的数值模拟结果和试验结果吻合较好,所选模型适合对天然气发动机进行模拟分析。试验和模拟结果均表明燃烧室形状对火焰传播速度影响较大。在3种燃烧室形状中,缩口燃烧室所对应发动机的燃烧及排放性能最好,圆柱形燃烧室次之,而敞口形燃烧室最差。缩口燃烧室的缩口设计使得该处形成较强的挤流,湍流动能增加且维持期较长,火焰传播速度明显提高,改善了发动机的燃烧及排放性能。     

泵喷油器

普通车用柴油发动机上的喷油泵和喷油器是两个独立部件，两者通过高压油管连接，为了改善柴油机的燃烧性能，德国大众汽车公司近期推出了一种将喷油泵和喷油器组合在一起的喷油装置-泵喷油器，该装置的主要特点是喷油压力高和结构紧凑，普通车用柴油发动机的喷油压力为20MPa左右，而泵喷油器的最高喷油压力达到205MPa，从而有利于燃油在燃烧室内的雾化和混合，另外，泵喷油器采用二次喷油法，即在向燃烧室正式喷稿压燃油（主喷油）之前先向燃烧室预喷极少量的低压燃油（预喷油），预喷燃油的燃烧使燃烧室内的温度和压力提高，有利于随后的主喷燃油的快速燃烧，避免主喷燃油的发火滞后。     

双卷流燃烧室燃烧特性仿真及试验研究

对双卷流燃烧室和浅盆形燃烧室进行了不同负荷工况下的三维仿真分析,并进行了对比试验。研究结果表明,双卷流燃烧室在整个负荷范围内在燃烧速率及效率上都比浅盆形燃烧室有明显的优势。证明双卷流燃烧室比浅盆形燃烧室更适用于大功率柴油机的高效快速燃烧,其燃烧室的内室在提高空气利用率及加快扩散混合速率方面具有非常显著的作用。     

斜盘形燃烧室的实践与分析

根据发动机卷吸燃烧方程，提出了提高质量燃烧率实现快速燃烧的依据，分析了斜盘形燃烧室的特点及在１８２Ｆ汽油机中的作用。     

缸内高压直喷天然气发动机燃烧过程数值研究

以直喷天然气发动机为研究对象,基于正庚烷-甲烷化学动力学机理对发动机的燃烧过程进行了三维数值模拟,并对NO_x,CO和炭烟的排放趋势进行了预测。结果表明:对于缩口燃烧室,随着燃烧室凹坑深度的减小和燃烧室喉口直径的增大,天然气扩散燃烧火焰的传播速度越快,指示热效率越高。在燃烧室总深度相当的情况下,直口燃烧室形成的气流运动对天然气扩散火焰传播的促进作用小于缩口燃烧室,且对于直口燃烧室,采用较小的凹坑深度和较大的喉口直径不利于天然气在前期预混燃烧阶段的火焰传播,从而导致指示热效率的降低。采用缩口设计,减小燃烧室凹坑总深度和增大燃烧室凹坑的直径会导致NO_x排放的增加,但有利于CO和炭烟的控制。因此,对于高压直喷天然气发动机,采用缩口燃烧室设计有利于热效率和排放的兼顾,但是需要各个燃烧室尺寸的合理配合。     

活塞形状对点燃式天然气发动机性能的影响

结合天然气发动机的性能优化,在一定压缩比下,设计了两种不同形状的燃烧室,对缸内气体流动及燃烧过程进行了数值模拟,并在台架上进行了试验验证。模拟得出了不同结构燃烧室的湍动能、火焰前锋面位置、燃烧放热率等,结果表明,中心凹陷燃烧室效果较好,与中心凸起燃烧室相比,产生的湍流强度较大,燃烧速度更快,克服了天然气燃烧速度慢的缺点,因此动力性和经济性较好,然而NO排放量也较大。     

2135G柴油机采用紊流型燃烧室的研究

针对国内柴油发电机组广泛使用的１３５系列柴油机普遍存在的燃油消耗率高，排放差的问题，开发了了种四角缩口ω紊流型燃烧室燃烧系统。在２１３５Ｇ型柴油机上的试验表明，在不改变原机进气系统的条件下，利用燃烧室的特殊结构在压缩行程后期可产生很强的挤流和紊流，加快了缸内混合气的形成和燃烧速度，缩短了扩散燃烧过程，使柴油机的燃油经，烟度及ＮＯＸ排放有了很大的改善。     

点燃式NG发动机燃烧系统优化研究

在开发某款天然气发动机的过程中,发动机出现了进气回火、排气放炮等性能不稳定现象。借助CFD软件模拟缸内流动与燃烧,对燃烧室进行了优化设计,对比了新旧两种燃烧室内混合气燃烧和流动情况,分析造成两种燃烧室内燃烧差异的原因。通过分析对比湍动能、火焰传播与形成过程的差异诠释了原燃烧室产生回火放炮的原因。新开发的燃烧室不仅有效解决了进气回火、排气放炮问题,还使发动机的扭矩、功率比原来有所提高,同时燃料消耗率显著降低。     

柴油-天然气双燃料发动机模拟计算

用GT-Power和AVL-Fire建立柴油-天然气双燃料发动机燃烧过程的一维模型和燃烧室三维模型,并对模型进行拟合,从一维模型中观察缸内压力、最大压力值位置、最大压力升高率和功率,从三维模型中观察燃烧因子、NOX、Soot、CO和CH_4的变化情况,仿真发现:气缸最大压力值为15.92MPa,最大压力值位置723.4℃CA,最大压力升高率0.75MPa/°CA;随着燃烧因子增加,缸内温度增大,在燃烧点附近产生CO、NO_X、Soot开始增加;当燃烧因子减小时,缸内高温继续扩散,充满燃烧室大部分空间,CO、NOX、Soot均出现先增加后减小的变化;CH_4先均匀充满整个燃烧室,在喷油开始时刻,燃烧室喷油点处的CH_4浓度最大,随着燃烧的进行,CH_4浓度减小,当燃烧结束后,燃烧室边沿浓度较高。     

汽油机瞬态工况仿真与试验

为掌握汽油机在瞬态工况下的工作特性,建立了汽油机准维燃烧模型,编制了循环仿真程序。对某四缸汽油机稳态和瞬态加速工况进行了仿真,并通过台架试验进行验证。两者结果的对比表明,缸内燃烧压力、燃烧放热率和平均指示压力等指标的仿真与实测结果相当一致。该程序充分考虑了汽油机燃烧室内紊流流动、燃烧室形状和瞬态工况对燃烧过程的影响,可用于研究火花塞位置、燃烧室结构尺寸对汽油机燃烧过程和火焰传播的影响。     

电控单体泵燃烧系统匹配试验研究

对新132发动机燃烧系统进行了匹配试验,阐述了供油系统改进、喷孔参数匹配、燃烧室优化的整个过程,确定了新燃烧系统合理的供油参数、喷孔方案和燃烧室方案,并对比分析了燃烧系统改进前后燃烧放热过程的差异,最终实现了原机功率提升45%的性能指标。     

摩托车发动机油气分离器的改进设计

用油气分离器将机油和燃烧室窜气分离,燃烧室窜气引入空滤器后再次进入燃烧室进行二次燃烧,从而避免了曲轴箱废气直接排入大气污染环境的现象.     

汽车不可思议(连载七)

<正>29燃油缸内直喷优势何在?传统的发动机采用的是将燃油喷入进气道中,和空气在进气道中混合后,以可燃混合气的形式被吸入燃烧室。而燃油缸内直喷技术则是将汽油直接喷射入燃烧室,通过均匀燃烧和分层燃烧,使燃烧更完     

汽车养护发动机燃油系统清洗篇

燃油在贮存，运输过程中，容易发生氧化反应，生成胶状物质或者汽车本身胶质的含量就很高，这些胶状物质中的可溶胶质进入燃烧室和汽油一起燃烧后，就会在进气门，活塞顶部、活塞环槽、燃烧室、火花塞等部位形成许多坚硬的积碳。