多气门屋顶型燃烧室发动机动态网格生成方法研究

以具有屋顶型燃烧室的四气门汽油机MV377为例,结合改进的KIVA3V程序,提出了一种适应于该类型燃烧室的分块结构化网格划分策略及相应的动态网格调整方法,并基于该方法所生成的网格完成了汽油机缸内流动过程瞬态数值计算.结果表明用该方法能保证网格生成质量,满足计算精度要求.     

MPI+GDI发动机稀薄燃烧性能研究

为了研究甲醇替代比和过量空气系数对复合喷射发动机稀薄燃烧及排放特性的影响,本研究基于1台自行改造的包含甲醇进气道喷射和汽油缸内喷射(M PI+GDI)的光学复合喷射系统发动机,建立三维仿真模型,进行缸压试验验证,研究稀薄燃烧条件下不同过量空气系数和甲醇替代比下缸内燃烧和排放特性.研究结果表明:随着过量空气系数的增大,火焰传播变慢,放热率峰值出现也晚,后燃现象增强,缸内压力峰值降低且相位推迟,指示热效率呈上升趋势;CO和NO x排放下降,未燃碳氢化合物(THC)排放先降后升,过量空气系数为1.4时最低,原因是适当增加过量空气系数可使燃烧更充分,但是过量空气系数过大导致燃烧不稳定.随着甲醇替代比增加,缸内压力峰值不断增加且相位提前,高甲醇比例的燃料燃烧速度快,燃烧重心前移,排气温度降低,NO x排放增加,T HC排放先降后升,CO排放降低.研究结果为甲醇汽油复合喷射发动机的参数优化设计提供了理论依据.     

汽油机掺烧甲醇裂解气试验研究

在1台电喷汽油机上进行了掺烧甲醇裂解气试验研究,设计了甲醇裂解系统,利用发动机高温排气裂解甲醇,并将裂解气送入气缸燃烧,研究了掺烧甲醇裂解气对发动机经济性和动力性的影响.试验结果表明:在管式裂解器中,甲醇裂解的主要产物是H2和CO,体积分数分别为60.7%~64.8%,19.1%~23.1%;汽油掺烧甲醇裂解气会导致发动机输出扭矩降低,发动机当量燃料消耗率下降,热效率增加,甲醇替代比为20%时,不同负荷下当量燃料消耗率均下降6%以上,最大可降低8.8%,有效热效率由原机32.47%提高到35.57%;原机和掺烧裂解气发动机的有效热效率均随过量空气系数的增加而增加,相同过量空气系数条件下,掺烧裂解气发动机热效率比原机高.     

分形在汽油机燃烧模拟中的应用

探讨将分形方法用于汽油机性能模拟的可能性，研究表明使用两方程模型和已有的分形维数可以较好地反映燃烧过程，模拟结果与试验示功图较好吻合；相对于Kolmogorov尺度，Gibson尺度更适合于作为低端转折尺度。     

气缸套径向变形对活塞环弹流润滑性能的影响

以弹流润滑理论为基础,发展了一种活塞环三维弹性流体动压润滑数值分析模型。为了研究气缸套径向变形对活塞环弹流润滑性能的影响,建立了椭圆形气缸套模型,分析了气缸套不同变形量时的油膜压力、油膜厚度和润滑表面弹性变形等性能参数。计算结果表明,气缸套径向发生变形时,油膜压力分布、最大油膜压力、油膜厚度分布、最小油膜厚度以及润滑表面弹性变形等都会发生明显变化。因此,分析活塞环弹流润滑性能时考虑气缸套径向变形的影响是非常必要的。此外,为了提高活塞环润滑性能应尽量减少气缸套和活塞环的径向变形量。     

汽油机活塞组—气缸套整体耦合传热模型及应用

采用直接耦合的有限元分析方法对一汽油机的活塞组—气缸套系统的瞬态传热过程进行了研究。通过将润滑油膜假设为一维热阻,建立了活塞组—气缸套整体耦合系统的三维传热模型,应用所开发的三维流体动压润滑分析程序对活塞环组沿周向瞬时变化的油膜厚度进行了计算与分析。以LJ377MV汽油机活塞组—气缸套零部件为对象进行了应用研究,获得了更为清晰的多部件间的相互传热关系。     

二行程发动机换气过程数值模拟的研究

概述了二行程发动机换气过程数值模拟研究的发展历程和现状 ,讨论了换气过程及数值模拟研究的特点 ,指出了存在的问题及今后进一步研究的方向。     

发动机冷却系统性能评估方法及正向设计应用

工程车辆通常将冷却风扇与散热器进行组合作为发动机冷却系统,为便于对冷却系统性能进行评估,在熵产单元数、效率等散热器性能评价方法基础上,将冷却风扇纳入评价体系,实现系统性能评估。结合国内某型双钢轮振动压路机,将该方法应用于正向设计中,实现对冷却风扇优选。结果表明:以冷空气侧的空气体积流量为公共变量,可将冷却风扇与散热器整合在熵产单元数、效率的评价指标内;三维CFD仿真模型中,中冷器、冷却液散热器、液压油散热器热流体温度误差分别为3.15%,4.07%,2.83%,误差在合理范围内,仿真模型正确;仿真中获取的冷空气实际流量,对整个评价和设计具有较为重要的作用;在产品正向设计时,该方法可用于冷却风扇优选。     

甲醇发动机掺烧甲醇裂解气当量比燃烧特性研究

为评估当量比燃烧工况下掺烧甲醇裂解气对甲醇发动机性能的影响，以一台点燃式甲醇发动机为原型，建立三维仿真模型，并通过不同工况下的缸内压力试验数据进行模型标定。基于标定模型研究了当量比燃烧情况下不同裂解气替代比对发动机性能的影响。结果表明：增大甲醇裂解气替代比会导致缸压峰值、放热率峰值上升，且相应的曲轴转角提前，燃烧重心前移，燃烧持续期缩短。甲醇裂解气替代比增大，相应的发动机循环指示功逐渐减小，主要原因在于当量比燃烧情况下进入缸内的燃料质量及其总热值降低。在考虑尾气余热回收后，增大裂解气的替代比，指示热效率会有所上升，呈现先增大后减小的趋势，在替代比为50%时达到最大值41.26%。     

PFI汽油机空燃比控制仿真及试验研究

基于发动机台架试验,建立并标定了进气道燃油喷射单缸汽油机一维仿真模型,探索了空燃比控制的新方法。依据经典控制理论,通过所建空燃比PID控制器与参数整定,实现了稳态空燃比控制。基于x-τ油膜模型,提出了其代数控制X-Y油膜方程,分析了进气道燃油传输过程对空燃比控制的影响;通过燃油阶跃扰动法,对X,Y参数进行识别,获得了X,Y参数MAP图,构建了离散化燃油动态补偿器,实现了空燃比在瞬态工况下的前馈控制。