舰用柴油机预混合等压燃烧的数值模拟及试验研究

运用CFD软件Star-cd对一台舰用高速大功率柴油机实现预混合近似等压燃烧进行了缸内喷雾及燃烧过程的模拟计算,主要考察了不同压缩比的燃烧室型线,以及喷油器喷孔参数对柴油机性能、缸内温度场、速度场和NO排放的分布的影响.经过多方案的计算分析,确定了高速大功率柴油机实现预混合近似等压燃烧的压缩比和喷孔参数,并能在提高柴油机性能的同时降低排放.通过对最优方案的台架试验,在直喷式柴油机上实现了预混合等压燃烧要求的放热率.     

共轨系统多次喷射对船用柴油机性能改进的试验研究

以配备高压共轨燃油喷射系统的柴油机为基础,采用NI测试系统构建了共轨柴油机多次喷射性能试验台架.在此台架上,根据设计优化的喷射策略,开展了柴油机多次喷射对柴油机整机性能影响的试验研究.试验结果表明:利用共轨技术采用多次喷射对柴油机的排温最多下降50℃,噪声最多下降15dB,对碳烟排放也有明显改善.     

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。     

“ω”型燃烧室压缩挤流对雾束形态的影响

针对"ω"型燃烧室的特定结构,建立了三维动态CFD模型.在假设进气量不受转速影响,相同进气前涡流的情况下,输入不同转速条件,也即不同的压缩空气状态,对整体喷油过程进行仿真计算,得到雾束形态的三维仿真结果.以雾滴分布充分作为判断标准,对近壁面区域燃油浓度和缸内速度场的分布情况对结果进行比较分析,找出"ω"型燃烧室雾束形态受压缩空气影响的规律.