柴油机高压及微孔径下燃油雾化特性的数值研究(Ⅱ)——湍流模型对燃烧的影响

为了有效模拟燃油燃烧过程,向计算流体力学平台KIVA-3V中加入了大涡模拟程序,同时耦合了化学反应动力学软件Chemkin,建立了喷雾燃烧过程的大涡模拟燃烧平台。研究了在高压和微孔径条件下两种湍流模型对燃油雾化燃烧过程的影响,同时对1台Caterpillar 3401重型柴油发动机缸内燃油喷雾燃烧过程进行了数值研究。结果显示,大涡模拟得到的燃油的燃烧过程与试验结果较为接近,燃烧温度分布及缸内压力变化趋势都要好于雷诺平均模型。     

基于内窥镜的汽油发动机喷水可视化研究

设计了高速内窥镜系统,对汽油发动机进气道内的水雾喷射过程进行了可视化研究。对比了两种喷水器布置、不同喷水时刻和不同喷水压力下的水雾喷射过程,并结合台架数据分析了这些因素对发动机燃油消耗率和NO_x排放的影响。结果表明,在3 000 r/min@1.4 MPa工况下,使用3∶10的水油质量比,发动机喷水后燃油消耗率降低约3%,NO_x排放降低约20%。喷水器结构和布置方案对喷水效果影响不大。喷水时刻影响水雾进入缸内蒸发冷却的过程,不同喷水时刻下发动机燃油消耗率略有差异,NO_x排放变化趋势与燃油消耗率相反。喷水压力影响水滴雾化和运动过程,高喷射压力下雾化变好,但会使水滴在进气道内提前蒸发,反而降低其对缸内的冷却效果,试验在0.8 MPa喷射压力下燃油消耗率最低,而NO_x排放随着喷射压力的升高逐步降低。     

柴油引燃预混合天然气实现准均质压燃着火燃烧方式的理论研究

通过重新构建引燃油着火模型和双燃料燃烧模型，对在不同当量比情况下，引燃油雾化、蒸发与着火的特点及对燃烧过程的影响进行了较深入的理论研究，提出了柴油引燃预混合天然气实现准均质压燃着火的引燃油喷油特性。     

汽车燃油荷电辅助雾化的试验研究

燃油荷电辅助雾化是静电技术在汽车上的一种新应用。本文在大量试验的基础上设计了新型的荷电装置，在较低电压下成功地实现了汽油、柴油的大量雾化，分析了尖端电极电压、燃油流速、桶状电 径对燃油荷质比的影响及电极电压、燃油流速对雾化电压的影响，研究了燃油大量雾化的机理。最后经发动机台架试验证明了其节能降排的实际效果。     

基于马尔文法测量柴油雾化规律的实验研究

使用马尔文法测定在同一喷嘴孔径下不同启喷压力和同一启喷压力不同喷嘴孔径的柴油雾化特性,分析每个工况点的平均直径、特征直径、发散度、液滴尺寸数目分布,得到其变化趋势。结果表明:喷嘴孔径固定,增大启喷压力雾化效果变好;启喷压力固定,减小喷嘴孔径,雾化效果变好。     

电控多点喷射汽油机燃油雾化和蒸发特性研究

通过数学模型 ,对多点电喷汽油机喷油过程中燃油的分布、燃油雾化和蒸发特性及其影响因素进行了研究 ,从而为电喷汽油机在动态工况下缸内混合气的过量空气系数 (at)的精确控制提供了设计依据。     

基于行驶工况的单车燃油消耗微观模型

在分析汽车燃油消耗影响因素的基础上,研究了道路坡度、车辆载重量、加减速及车速对车辆燃油消耗的影响,分3种车型建立了基于车辆行驶工况的单车燃油消耗微观模型;以速度实验为基础,通过对不同车辆行驶工况影响因素处在非实验条件下的情况进行修正,建立基于行驶工况的单车燃油消耗微观模型.各车型在不同坡度、载重量、加减速时的燃油消耗通...     

油束雾化形成机理分析

应用数字粒子图像测速技术对燃油喷雾进行了深入的研究。以可视化的测试结果为依据,提出了对燃油破碎雾化过程认识的新观点,即在喷射纵向上,把燃油雾化破碎分为初始破碎区和细化破碎区2个部分;在喷射横向上分为雾化核心区、过渡区和边缘区3个部分。研究发现燃油破碎的整个过程中出现了油团、油线、油云聚集体等燃油破碎单元。结合测试结果对上述燃油破碎单元的出现、发展和转变过程进行了深入分析。结果表明:油束雾化是一个连续渐变多状态混合叠加的过程。     

燃油喷射压力对缸内直喷汽油机喷雾特性的影响

燃油喷射压力对混合气形成有直接影响,提高喷射压力可进一步降低直喷汽油机微粒排放。使用STAR-CD软件分别建立定容弹和发动机缸内喷雾计算模型,利用喷雾特性可视化试验进行喷雾模型有效性验证,其后分析了燃油喷射压力对喷雾贯穿距、索特平均直径等基本特性参数的影响,研究了燃油喷射压力对缸内混合气形成的影响。结果表明提高燃油喷射压力可有效促进燃油的雾化蒸发,加快混合气形成,提高混合气分布均匀性。     

喷嘴孔数及其布置对汽油直喷喷嘴闪沸喷雾-环境气体相互作用影响的研究

为了区分火花塞点火式缸内直喷(SIDI)发动机喷雾和环境气体两相流场,将优化后的高速双色PIV(Particle Image Velocimetry)技术应用于多孔直喷喷油器的喷雾和环境气体速度的测试.此双色PIV系统由一个特殊的示踪和滤波系统组成,可同时对燃油喷雾及其环境气体的速度场进行测量.本研究采用该双色PIV方法研究不同环境压力和燃油温度的条件下,喷嘴孔数及其布置情况对燃油喷雾和环境气体的相互作用的影响.在此研究中,对3个汽油直喷喷嘴做了详细的研究,包括1个6孔喷嘴,1个3孔喷嘴及1个2孔喷嘴.研究结果表明,随着燃油温度的提高或者环境气体压力的降低,喷雾雾化增强,燃油颗粒粒径减小,导致喷雾油束变宽,喷雾与环境气体接触面积变大,喷雾和环境气体的两相流场的作用变强.不同孔数和布置的喷油器在冷态及闪沸条件下油束间干扰作用的强度不同,导致喷雾传递给环境气体的动能不同.较强的油束间的干扰作用加强了燃油喷雾与环境气体之间的动量交换过程,进而增强了环境气体的动能.     

基于48V系统的能量管理应用效能分析

对48 V系统能量管理的应用效能进行了分析,包括不同驾驶模式和驾驶循环下的燃油经济性表现,重点分析了换挡策略、发动机起停策略、起步和加速助力策略、制动能量回收等能量管理应用策略。结果表明,Sport模式的微混功能被弱化,驾驶感受同传统动力车辆,相比Eco模式和Normal模式,100 km燃油消耗量偏高1 L,体现了不同驾驶员模型下48 V系统的能量管理应用的权重系数对燃油经济性的影响;同时,在完整的法规循环工况内,SOC实现了动态平衡,但冷机起动时,48 V系统的电池电量SOC下降较明显,循环工况的起始电量差异较大,表明车辆热管理的初始状态温度对能量管理的应用效能影响较大。     

碰撞和孔径对喷嘴喷雾特性影响的试验研究

文章主要研究碰撞和孔径对喷嘴喷雾特性的影响,主要采用两种孔径下的碰撞喷嘴及一个不带碰撞的喷嘴进行研究,在搭建好的喷雾实验台上进行宏观锥角照片的采集和微观液滴尺寸等特性参数进行采集。结果表明:碰撞喷嘴比普通不带碰撞的喷嘴雾化锥角大,而粒径变化不大,可以用于需要大范围喷雾场的用途,而对于碰撞喷嘴,孔径越大,喷雾范围越大,但雾化粒子直径变大,雾化效果变差。     

喷雾夹角影响柴油机混合气形成与燃烧的CFD研究

运用CFD软件对直喷柴油机燃烧室中的喷雾及燃烧过程进行数值计算,考察了不同喷雾夹角下燃油的雾化过程、射流的发展形态以及近壁面区域浓度场的分布情况,并将计算结果进行了对比分析。结果表明,高速的射流漩涡对混合气的卷吸能力很强,油束末端的滞止区呈现较高的浓度;喷雾夹角过大会使燃油喷溅到燃烧室壁上,过小则活塞顶隙内的空气利用不充分,均对燃烧过程造成不良影响。     

基于Res-CNN和燃油压力波的柴油机喷油器故障诊断方法

燃油喷射系统的工作质量直接影响柴油机工作过程及性能。针对利用燃油压力波进行故障诊断时压力波特征点自动化识别困难、影响实时在线监测的问题,提出了利用深度学习图像识别理论进行喷油器故障诊断的方法。通过喷油泵试验台进行了喷油器典型故障模拟试验,测取了高压油管燃油压力波,分析了不同故障状态下燃油压力波动特征及规律,建立了基于深度残差的卷积神经网络(Res-CNN)模型,以一维燃油压力波信号为输入,进行喷油器故障诊断检测及验证,并对故障特征学习过程进行了可视化分析。结果表明,该模型较传统方法具有更高的诊断准确率,验证了直接应用燃油压力波图形识别方法进行在线实时监测的可行性。     

柴油 CI-HCCI 燃烧模式平顺切换的试验研究

针对双燃烧模式柴油机在CI-HCCI燃烧模式切换过程平均指示压力（pi ）较大波动的问题,开展了改善CI-HCCI燃烧模式切换过程 pi平顺性的试验研究。试验通过单段喷射和两段喷射两种燃油补偿方式对过渡循环进行燃油补偿,研究不同燃油补偿系数对改善切换过程 pi平顺性的影响,确定两种燃油补偿模式下的最优燃油补偿系数,并对两种燃油补偿模式下的最优方案进行了对比研究。研究结果表明,单段喷射和两段喷射燃油补偿方式的最优燃油补偿系数相近,两段喷射燃油补偿模式对切换过程 pi平顺性的改善效果要优于单段喷射燃油补偿模式,当燃油补偿系数均为1．05时,两段喷射燃油补偿模式 pi循环变动率为3．1％,较直接切换和单段喷射燃油补偿模式分别降低了约70％和46％。     

基于SIMULINK的汽油机速度模型与仿真

根据汽油机的动力学原理,在MATLAB/SIMULINK下建立了各子系统的模型,并比较了不同的燃油动态子模型对转速的影响,仿真结果表明燃油动态对暂态转速影响显著,并验证了燃油参数使系统成为非线性的作用比节气门开度、发动机负载等的作用更大。     

关于喷油器头部积碳对燃油雾化的影响

喷油器对燃油的雾化是至关重要的,并且还影响着发动机的节能减排作用。通过试验数据对比,发动机喷油器其雾化效果变化较为明显,且积碳明显可见。通过对燃油雾化的影响分析得出,因在燃烧中产生积碳,并且粘附在喷油器头部,减小喷孔直径和喷孔数量,对喷油器燃油雾化效果有着直接性的影响,最终因积碳原因致使汽车无法启动,导致发动机故障灯亮,进而引发发动机怠速抖动,不能完全燃烧而产生一系列故障。     

基于SP和RP融合数据的小汽车通勤出行频率选择模型

基于小汽车通勤出行特性和成本分析,采用意愿调查法对小汽车出行者的社会经济属性、通勤特性和不同燃油价格下的出行意向进行调查,定量分析停车位供应状况、停车费、燃油价格等因素对小汽车使用者通勤出行频率的影响,以获取高燃油价格下小汽车通勤行为随燃油价格(出行成本)变化的规律.基于多项选择模型,分别建立了RP模型、SP模型和基于...     

CA4D32—12柴油机喷油器及喷油泵的匹配试验研究

对CA4D32—12柴油机进行了喷油器及喷油泵的匹配试验研究。选择不同的喷油器孔径、喷孔夹角及具有不同结构参数的喷油泵进行排放及性能试验,就这些因素对排放及性能的影响进行了分析,确定了喷油器和喷油泵的优化匹配方案。试验结果表明,通过优化匹配提高了CA4D32—12柴油机的排放性能指标,使其在满足欧Ⅱ排放标准的同时,外特性最低燃油消耗率达到了209 g/(kW.h),提高了燃油经济性。     

进气道喷油器喷雾特性的改善

进气道喷油器的燃油喷雾对发动机的输出功率和燃烧效率有相当大的影响。因此,必须使燃油雾化成很细的油粒,并应在不易受温度或发动机负压变化影响的情况下实现精确供油。介绍一种采用优化喷孔布置和明显减少针阀座下部油流压降(能量损失)的燃油雾化技术。还介绍了一种燃油流道短且针阀座下部闭死容积小的喷油器,它能很好地消除温度和负压产生的任何影响。