燃烧室相对直径对开式燃烧室柴油机性能和缸盖热负荷的影响

本文分析了燃烧室相对直径(d_(cch)/D)与开式燃烧室柴油机诸参数之间的多路相互关系。特别注意在宽口燃烧室条件下获得最高燃烧效率的优化柴油机设计。分析表明,喷油设备的选择对于解决这一问题具有重要作用。文章给出了在不同相对直径d_(cch)/D值时,缸盖热负荷试验研究的结果。作者试图通过充量速度分量的测量来确定热负荷随d_(cch)/D值增大而降低的关系。结果证明不可能单独建立比热通量和温度场与充量运动之间的关系,从而就相应的影响因素提出假定。文章结论中着重提出了浅盆形燃烧室用于高增压柴油机的一些优点以及要解决的某些问题。     

高强化柴油机双卷流燃烧系统喷油参数匹配试验研究

针对采用双卷流燃烧系统的单缸柴油机进行了强化燃烧试验研究,研究内容包括不同喷雾锥角燃烧特性试验和相同负荷下不同转速的燃烧特性试验。研究发现,柴油机喷雾锥角的合理设计对燃烧特性具有重要影响,提高转速是提高柴油机强化程度的有效途径,但是转速提高会带来排温升高及燃油经济性恶化等问题。通过调节喷油定时可以在提高发动机转速时使排温及燃油经济性的问题在一定程度上得以改善。采用双卷流燃烧系统并配以合适的喷油参数(喷雾锥角、喷油定时)可以达到提高柴油机强化程度的目的。     

涡流比对双燃料发动机燃烧过程影响的数值分析

利用数值模拟的方法研究了涡流比对柴油引燃天然气发动机燃烧速率的影响。计算软件为经过修改的KIVA-Ⅲ程序。计算对象为具有深盆形燃烧室的发动机。研究表明，当涡流比从0依次增加到2．5、5时，虽然缸内平均湍流强度增加。但最高湍流区湍流强度先升后降；由于燃烧速率赖于当地的湍流强度，而不是缸内的平均湍流强度。所以燃烧速率并不是一直随涡流比增大而增大。     

汽油机燃烧过程稳定性的试验研究

文章针对6105汽油机存在的热负荷大、排气温度高和噪声大等问题,进行了试验研究,认为其主要原因是燃烧过程组织得不好,燃烧速率低、过后燃烧严重和燃烧过程稳定性差。针对上述问题,对燃烧室进行了修改设计,提高了燃烧速率,改善了燃烧过程的稳定性。经试验表明,6105汽油机的性能已达到了令人满意的指标。     

增快燃烧速率的燃烧室设计

利用压扁射流产生强大紊流的UBC燃烧室的燃烧速率比常规的碗形活塞燃烧室(下简称为BIP)快5％～10％。在贫油空燃比状态,这种快燃特征更为显著,可有效提高热效率和排污性能。     

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。     

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。     

斜盘形燃烧室用于解放发动机的研究

本文首先分析了解放CA10侧置气门式汽油机L型燃烧室的优缺点。接着详细论述了汽油机稀混合气燃烧理论和根据这个理论在165F发动机上探索出的十多种燃烧室方案。最后介绍了斜盘形燃烧室的结构特点和用于165F发动机及解放发动机的性能。试验结果表明,无论在改造的解放CA10发动机上或在CA15发动机上,斜盘形燃烧室的性能均比CA15弧球形燃烧室的性能要好。     

基于燃烧模拟降低重型柴油机燃油消耗的研究

为降低某重型柴油机燃油消耗,建立了新的缸内燃烧三维数值模拟模型,对原燃烧室和新 燃烧室性能进行了模拟分析,并对新燃烧室进行了参数化分析和试验验证。模拟预测显示,新燃烧室 与原燃烧室相 比,柴油机在低速全负荷工况和标定工况下的指示比油耗分别降低了1.14% 和 0.48%,氮氧化物(NOx)和炭烟排放量均有所降低,且在低速全负荷工况下降幅达79.50%。经过对 新燃烧室的参数化分析发现,指示比油耗进一步降低,但炭烟排放效果变差。试验结果表明,新燃烧室在2种工况下的有效比油耗分别降低了0.72%和0.61%,在低速全负荷工况下炭烟排放量降低了 68.48%。     

新一代清洁柴油机SKYACTIV-D的燃烧控制技术

介绍了马自达公司在发动机燃烧技术研究中的创新点——模型控制概念。着重论述了建立状态量预测模型以进行燃烧室壁温预测模型控制,建立热释放系数模型以进行轻负荷预混燃烧的着火定时的模型控制以及中高负荷扩散燃烧的预燃模型控制。这类模型控制的实质是使用了基于物理现象的经验公式,以及根据实体发动机数据鉴定模型常数的前馈型,充分利用车载发动机控制装置的燃烧控制技术。清洁柴油机SKYACTIV-D利用这种燃烧控制技术有效改善了发动机的燃油经济性、排放特性及噪声品质。     

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。     

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。     

车用燃油加热器燃烧性能的试验研究

对车用燃油加热器燃烧室进气孔径(流通面积)、孔的分布、孔的方向等几何参数和进排气压力对加热器燃烧性能的影响进行了试验研究。研究表明,燃烧室进气孔的孔径、孔数、孔的分布及方向等均对燃烧性能影响很大;斜孔所产生的旋转进气,虽具有强化燃气混合、消除死区和回流稳焰的作用,但回流过度会使燃烧室及排温过高;保证进排气系统流动阻力(压力)的一致性,有助于保证加热器性能稳定。     

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。     

基于模拟计算的GDI发动机燃烧室优化设计

利用AVL Fire软件,对一款高压缩比直喷汽油机的缸内流动及喷雾过程进行了数值模拟,研究了不同燃烧室设计方案对缸内流动过程的影响。结合滚流、旋流、湍动能、缸内当量比分布等8项评价指标,分析了不同方案对混合气形成的改善效果。通过分析计算结果,并引入优化率对燃烧室设计进行评估,评估结果表明,最优方案在高转速工况和低转速工况的优化率分别达到了25.3%和23.4%,发动机缸内混合气的形成过程得到了明显的改善。     

单缸直喷柴油机涡流室燃烧系统外部增压的实验研究

为满足非道路用柴油机的排放法规,从改善柴油机缸内混合气形成质量出发,提出了直喷式柴油机涡流室燃烧系统;设计了柴油机外部增压系统,进行了新型燃烧系统在外部增压下性能的实验研究。结果表明,外部增压能降低柴油机的油耗和排放;增压压力为0.15MPa时,柴油机油耗率最低。增压压力为0.18MPa时,使用4×0.36×140°喷油嘴在供油提前角为8°CA、90%负荷下,NOx排放量仅为常压下的25%。     

点燃式CNG发动机燃烧过程研究

利用混合气形成和燃烧三维模型建立了针对CA6SE1—21N增压点燃式CNG发动机的数值模拟研究平台,并对模型进行了试验验证,同时研究了该发动机混合气形成和燃烧的缸内微观变化历程。验证结果表明,CNG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CNG发动机进行模拟分析。模拟结果表明,缸内混合气形成可分为大幅度掺混和弱流动混合两个阶段;采用螺旋进气道与平缸盖时,在压缩后期逐渐形成强涡流、低滚流的刚性涡;点火时刻缸内混合气呈上稀下浓的分布,不利于提高点火稳定性和火焰传播速度。     

正交试验设计方法在柴油机燃烧系统参数仿真优化中的应用

本文尝试在CFD模拟软件FIRE上采用正交试验设计方法,提取柴油机燃烧系统油、气、室的关键参数,即燃烧室口径比、缩口比、缩口半径、喷射锥角、涡流比,安排三水平正交模拟试验。计算结果采用方差分析进行分析,得出柴油机燃烧系统参数对发动机动力性和排放性的影响并找到较优的参数组合。     

内燃机缸内进气涡流强度对局部传热的影响

试验研究了内燃机缸内进气涡流强度对局部传热的影响。在不同的进气涡流强度和功率条件下测量了ω型活塞燃烧室表面瞬态热流 ,并根据测试结果计算了表面换热系数。结果表明 ,进气涡流强度直接影响着热流的分布 ,适度增强进气涡流强度有利于改善燃烧过程 ,降低燃油消耗率和活塞热负荷。