重型柴油机缩口燃烧室内流动及其排放特性

利用由AVL公司提供的FIRE软件对重型车用柴油机缩口直喷式燃烧室内的气体流动特性进行数值模拟计算分析。在此基础上,对不同缩口直径的燃烧室进行喷射系统参数的优化匹配试验研究。结果表明,采用缩口直喷式燃烧室结构,可有效地组织燃烧室内的气流运动,并通过与喷射系统参数的优化匹配,在动力性和经济性基本保持不变的条件下,有效地改善柴油机的排放特性。     

燃烧室形状对缸内气流运动影响的数值模拟

为研究缸内气流运动规律,探索燃烧室形状对挤流的影响,在柴油机的压缩和膨胀工况下,应用STAR CD程序对不同几何形状的燃烧室内气流运动进行三维数值模拟。计算结果表明,缩口燃烧室具有较大的挤流强度,较长的涡流持续期,涡流的分布较合理,有利于混合气的形成,可加速扩散燃烧;直口燃烧室性能相对较弱;敞口燃烧室性能最弱。燃烧室的收口程度和底部凸台的形状是影响挤流的两个重要因素。燃烧室偏心造成缸内流场的不对称,影响了混合气的形成,不利于燃烧。     

基于燃烧室形状的柴油机排放特性数值模拟分析

在固定柴油机压缩比和燃烧室容积的前提条件下,提出通过改变燃烧室缩口率及内部形状,实现柴油机各排放生成物量变的研究思路.运用汁算流体动力学(CFD)分析方法,对所设计的3种不同的燃烧室进行缸内工作过程的仿真分析,得出不同形状的燃烧室对缸内气相流场、温度场及排放生成物的影响规律.     

直喷式柴油机燃烧系统三维可视化设计

本文提出一种能够实现三维可视化的燃烧室内燃油分布和喷雾着壁特性计算的方法。该方法可适于任意形状的燃烧室，能反映出喷油压力，喷油嘴结构及安装位置，进气涡流比等参数与燃烧室形状的匹配关系。对采用梅花型缩口燃烧室的ＣＡ６１１０型柴油机，进行了计算分析及实验研究，对本文的方法进行了验证。     

EQ6BT180柴油机降低NOx和PM排放的研究

介绍了在EQ6BT180柴油机上进行降低NOx和PM（微粒）排放的研究，通过具体的试验，分析了喷油泵泵端压力、喷油器孔径和孔数，燃烧室形状，供油提前角及进气温度等因素对NOx和PM的影响，并通过产品改进使EQ6BT180柴油机的排达到了欧洲I号排放标准的限值要求。     

降低车用直喷式柴油机有害排放污染物的试验研究

为了满足车用柴油机未来的排放限值，需采取有效措施改善燃烧过程，在保持良好的燃油经济性的同时，大大降低在害排放物。本文对燃烧室几何形状、喷油压力、喷嘴类型等进行了匹配试验。结果表明，重新匹配的６１１０型柴油机废气排放可满足欧洲法规Ⅰ的要求。     

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。     

涡轮增压柴油机性能研究

研究分析了压缩比、喷油泵及燃烧室形状等因素对涡轮增压柴油机基本特性的影响,并依据试验结果,从其变化趋势得出了一些结论。     

满足欧洲I排放法规的车用直喷式柴油机燃烧系统的研究

本文针对自然吸气式车用６１１０直喷式柴油机，对燃油喷射系统，燃烧室形状，进气涡流比和机械离心喷油提前规律进行优化匹配研究，获得了满足欧洲Ｉ排放法规的燃烧系统参数。     

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。     

燃烧室形状对双燃料发动机性能影响的模拟分析

利用STAR‐CD软件模拟研究了3种燃烧室形状对柴油‐天然气双燃料发动机性能的影响,3种燃烧室分别为ω形燃烧室、八边哑铃形燃烧室和圆柱形燃烧室。研究发现,八边哑铃形燃烧室因为减小了喉口直径,增加了挤流强度,使得气缸内的湍动能增强,火焰传播速度加快,燃料利用率提高,同时,在燃烧室的底部设计凸台,能引导燃烧室内的气流运动,并引导柴油向燃烧室的底部扩散,促进着火点的广泛分布。因此,八边哑铃形燃烧室的缸内平均压力、平均温度和指示热效率最高,天然气剩余比例最小。     

汽车加热器燃烧室内进气流动的数值模拟

对典型结构的蒸发混合式汽车加热器燃烧室内部的进气流动进行数值模拟研究,对比分析1~4层进气孔结构及进气分流片对燃烧室内部流场的影响。     

Effects of diesel fuel characteristics on spray and combustion in a diesel engine

Fuel properties play a dominant role in the spray, mixture formation and combustion process, and are a key to emission control and efficiency optimization. This paper deals with the influence of the fuel properties on the spray and combustion characteristics in a high-pressure and temperature chamber. Light diesel fuel spray and combustion images were taken by using a high-speed video camera and analyzed by their penetration and evaporation characteristics in comparison with current diesel fuel. Then, a single-cylinder DI engine was used to investigate combustion and exhaust characteristics. The mixture formation of the light diesel fuel is faster than that of the current fuel depending on physical properties like boiling point, density, viscosity and surface tension. Engine test results show that smoke is reduced without an increase in other emissions.     

高原环境柴油机喷嘴内部流场与缸内温度场的三维数值模拟

采用广安博之等准维模型,建立柴油机高原运行工作过程模型;通过环境模拟台架试验验证了模型的可信性。将准维计算结果作为喷嘴内部气液两相流动和缸内燃烧三维模拟的初始条件,就高原低压、低温、低氧条件对喷孔内燃油流动状态与分布、缸内燃烧过程的影响进行三维数值模拟。海拔3 700m计算结果表明:与平原环境相比,柴油机喷嘴内空穴现象加剧,燃油流动速度增加,喷孔出口燃油分布不均匀度增加;缸内燃烧平均温度比平原最多高出300℃且分布不均匀,燃烧室局部热负荷偏高。研究初步揭示了高原环境柴油机性能劣化机理,为通过优化缸内喷雾和燃烧过程改善高原运行发动机性能提供参考。     

风冷柴油机冷起动性能的研究

针对影响涡流室柴油机冷起动性能的因素及涡流燃烧室最佳结构参数匹配问题,采用5种燃烧室设计方案进行了对比试验,得到了0℃左右冷起动时合理设计的涡流室副燃烧室形状和尺寸、通道的形状与位置、起动孔的锥度与夹角、主燃烧室活塞顶导流槽的形状等参数;将各项性能较优的方案1和方案2应用于165F柴油机,结果表明,在-2℃的低温下能使其顺利起动,且性能指标得到了改善,达到了预期的效果。     

Heat loss to the combustion chamber wall with deposit in D.I. diesel engine: variation of instantaneous heat flux on piston surface with deposit

Adhesion of deposit on the combustion chamber walls affects the state of the heat loss into combustion chamber wall surfaces in the internal combustion engine. In this study, as the first step, the instantaneous surface temperature and the instantaneous heat flux were measured by thin film thermocouples on piston surfaces in the D.I. diesel engine with the adhesion of deposit in order to clarify the effects of deposit. As a result, it is found that the instantaneous surface temperature and heat flux strongly depend on the amount of deposit adhered to the combustion chamber wall surfaces.     

Soot and temperature distribution in a diesel diffusion flame: 3-D CFD simulation and measurement with laser diagnostics

In this study, a 3-D CFD simulation and laser diagnostics were developed to understand the characteristics of soot generation in a diesel diffusion flame. The recently developed RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes equations) hybrid combustion model (Extended Coherent Flame Model — 3 Zones, ECFM-3Z model) was used. This industrial, state-ofthe-art model of the diffusion flame is commonly used in diesel combustion models as well as for propagating (premixed) flame combustion. The simulation results were validated with measurements from a constant volume combustion chamber. The experiment revealed that soot accumulated in the chamber where the temperature decreased. Where the temperature increased rapidly, only a little soot accumulated. The temperature and soot distribution were independently examined using both the two-color method and a 3-D CFD simulation for a turbulent diesel diffusion flame.     

TBD234柴油机有害物生成过程仿真研究

针对舰用TBD234柴油机燃烧室结构及共轨喷射条件下的工作特点,确立标定工况下的燃烧、NOx生成和炭烟生成模型,并合理修正了模型参数。利用CFD软件对其燃烧过程进行仿真计算,得到全过程的有害物组分浓度分布结果。结果显示NOx生成主要受燃烧温度和混合气浓度的影响,炭烟主要产生于浓混合气且贫氧的区域。从NOx和炭烟结果的对比发现二者分布区域形成互补关系,反映出控制NOx和控制炭烟的矛盾。仿真结果与实际情况较好吻合,从而验证了仿真参数选取的有效性。     

柴油机准均质混合气形成的数值模拟

利用KIVA-3V模拟了一台单缸二冲程柴油机通过早喷形成准均质混合气的过程,分析了喷嘴的不同结构对缸内混合气浓度场和温度场的影响。模拟计算表明,利用早喷可以形成稀薄准均质混合气;燃烧室形状影响混合气浓度场和温度场。为使稀薄准均质混合气在缸内合理分布,在不改变活塞ω形状的条件下,使用单孔喷嘴能有效避免燃油碰壁的发生。