大缸径燃气发动机燃烧系统的开发

由于环保以及经济原因,大缸径燃气发动机,尤其是中速机正在引起越来越多的关注。除了发电用途外,这种发动机也在海运和铁路运输领域发挥了很大的作用。除了必须满足严格的排放法规外,发动机可达到的燃料经济性水平也是客户考虑的关键因素。文章分析了大缸径燃气发动机特定的应用要求。由于其独特的应用要求,发动机燃烧系统的设计更具挑战性。与客车和商用车发动机不同,大缸径燃气发动机需要一种截然不同的设计理念。文章重点描述了FEV公司预燃室燃烧系统的开发。为开发该燃烧系统,在单缸发动机上将既有的CMD方法与试验进行了有机结合。依据CMD所进行的预燃室设计,开发进程因测试变量数量的减少而明显缩短。经系统优化后,较好的燃烧稳定性可将BMEP值控制在30 bar范围内。通过参数的调整,仿真和试验结果之间建立了良好的相关性,而且还明确了预燃室结构改变对试验结果的影响。     

预混合压燃式发动机的燃烧特性及着火控制

在1台均质充量压燃式发动机上测定了着火定时的特性、失火条件、燃烧噪声和排放。在发动机试验中,利用详细的化学反应动力学模型进行发动机循环模拟,揭示出着火定时的特性,并观察到了低氮氧化物（NOx）燃烧。通过利用动力学模型的定容燃烧模拟,推算出燃烧期内燃烧噪声与压力升高率的关系。基于废气再循环、进气温度、压缩比和燃料组分对着火定时、燃烧噪声和NOx排放的影响,探讨了均质充量压燃式发动机的燃烧控制方法。     

燃料的混合特性对天然气发动机性能的影响

评价了各种供油条件下单缸火花点燃式发动机燃用天然气时的性能和燃烧特性。在同一台发动机上,采用激光诱导荧光法测定进气行程缸内燃油的分布,并分析了燃气状态。通过调整喷嘴在进气道的位置,控制混合气形成及其对发动机性能、尤其是热效率和氮氧化物排放的影响。     

天然气发动机燃气供给系统综述

综述了当前天然气发动机燃气供给系统的作用和组成,分别阐述了该系统内各个主要器件的作用、原理和典型结构,对于不同特点的混合系统、混合器等做出对比,并对空燃比控制策略作了一些叙述.     

高增压点燃式发动机早燃的研究

介绍了高增压点燃式发动机产生早燃原因的研究结果。研究中,首先将早燃涉及的现象,按照工作的物理原理,构建到决策树中。然后,利用决策树,推断出所有能想到的被认为是早燃原因的单一机理。进行了试验研究和数值仿真,用以判断每种机理在试验发动机上促进早燃的能力。改变特定参数进行试验,以核实发动机运行工况与早燃频率之间的相互依赖关系。此外,使用紫外光光敏高速摄影机进行光学测量,以获得早燃源的空间分布及其进展信息。数值仿真应用详尽的化学反应动力学,分析了空一燃混合气在不同热力学条件、混合气成分及其他因素下的总体自燃性能。此外,还进行了三维计算流体动力学仿真,以确定燃烧室内的主要工作条件。综合试验和数值研究的结果认定,很多可能机理可被排除,只有气缸套甩出的润滑油滴,是产生早燃的最合理解释。已识别影响油滴的甩出量,也就是影响早燃频率的主要因素之一,与侧向布置喷油器造成的喷雾撞击所引起的润滑油稀释有关。     

重型柴油机部分预混合燃烧的燃烧特性研究

部分顸混合燃烧（PPC）在燃烧可控性高和排放特性方面接近于均质充量压燃发动机。为了实现PPC,滞燃期必须足够长,以使燃油在燃烧前与空气充分混合。喷油需足够早,同时采用高废气再循环（EGR）率,以获得较长的滞燃期。为了明确PPC的原理,创建了燃烧特性随喷油定时、EGR率变化的脉谱图。在一台6缸重型柴油机上进行燃烧特性的研究,喷油始点由早到晚变化,EGR率的范围也很大。在参数扫描期间监控发动机的排放情况,在低排放、高效率的最佳区域内,研究了喷油压力和发动机转速对燃烧的影响,以获得对燃烧更全面的了解。     

刚性供电网条件下120km/h地铁受电弓弓网动态匹配问题

针对广州地铁3号线北延项目出现的受电弓燃弧问题,对多个项目的受电弓应用进行对比分析,找到出现燃弧的可能原因,并通过弓网仿真计算,提出受电弓的改进措施及建议,以保证刚性接触网条件下120 km/h地铁受电弓弓网动态受流稳定性。     

弓网燃弧问题分析及对策探讨

电力机车通过受电弓与接触网的耦合获得不间断电能，电能的可靠传输关乎高速铁路的运营效率和安全。随着电气化铁路运营速度的提升，弓网燃弧问题已成为制约牵引电能传输可靠性的关键因素之一。现有关于弓网燃弧研究成果多侧重于电气理论，与实际运营结合不够紧密。本文主要从动态检测燃弧问题着手，对燃弧缺陷产生原因进行探讨，并结合运营实践经验对弓网燃弧问题的改善提出建议。     

低温氧化反应对均质压燃中着火控制的应用

着火定时是采用均质压燃方式发动机实现理想燃烧的一个重要因素，应对其加以准确控制。研究中应用了以低温氧化反应特性来控制着火定时的方法。在一台带可变容积副燃烧室的单缸发动机上燃用不同组分的燃料，在不同的发动机转速下进行了试验，测得的着火定时结果显示出不同的趋势。这些趋势揭示了低温氧化反应的范围。应用该特性所做的发动机试验表明，可以进一步改善不同发动机转速下着火定时的稳定性。     

以氢为补充燃料的直喷式柴油机的燃烧和碳烟排放

已证实,在乙烯和乙炔与空气的层流扩散火焰中添加氢气（H2）可以大大减少碳烟的生成。将H2雾化喷入单缸自然吸气直喷式柴油机,对燃烧和碳烟排放进行研究。随着H2的加入,特别是H2能量分数增加到15％以上时,发现与以往报道相反,滞燃期明显缩短,压力升高率峰值很高,烟度增加,燃料效率下降。当H2能量分数占30％左右时,滞燃期降到0～1℃A,最大压力升高半上升到2．5～3．0MPa／℃A。当H2比例较低时,碳烟排放稍有减少,但在H2能量分数高于15％～20％时,碳烟急剧增加。H2与空气混合,有效地参与燃前反应,导致滞燃期缩短,随之对燃烧压力一时间历程、碳烟排放和效率产生影响。有必要通过进气加入H2或往发动机气缸内直喷H2进行燃烧控制,以评估H2减少碳烟排放的潜力。     

CAE在柴油机设计开发中的应用

介绍了CAE在发动机研发中的作用,对某柴油机设计开发过程中所进行的整机热力学计算,轴系、阀系、燃油喷射系统分析,曲轴、连杆、主轴承壁、气缸盖一气缸套机体组的有限元计算,以及水套、气缸内气侧CFD分析的计算内容和方法进行了介绍.     

控制柴油机气缸摩擦副可靠运用的措施

通过对柴油机活塞环、气缸套等摩擦副磨损的分析研究，认为机油机械杂质高是导致柴油机气缸各个摩擦副磨损的主要原因，机油机械杂质高的原因是柴油机进气系统过滤效果差，带有细小砂粒的空气进入柴油机各气缸参与燃烧，使机油机械杂质快速升高，导致摩擦副加速磨损，造成柴油机不能正常工作。据此制定了相应的改造措施，经过多年的实践，彻底解决了柴油机气缸摩擦副加速磨损，保证机车在一个中修期的正常运用。     

气体燃料大型船用主机燃烧系统分析

对当前主要船用主机厂商的几种典型的大型气体燃料船用主机技术进行了总结.以此为依据,探讨了气体燃料船用主机的燃烧系统策略.由于大功率船用主机转速低、缸径大的特点,其燃烧系统的设计准则与工作特性与小型高速点燃机的情况截然不同.因此,大型气体燃料发动机燃烧系统的设计与开发要结合大型机的基本特征,采用湍流激扰方式提高火焰传播速度,拓展稀燃极限,避免爆燃,从而达到高效低排放的目的.     

用于发动机开发的气缸内测试技术

描述了用于揭示气缸内过程的光学诊断技术.说明了可在气缸内安装光学通路的可视化发动机特点和激光诊断技术的原理.给出了典型的测试结果,如气体流动、燃油喷射、混合气形成、燃烧及燃烧产物.此外,探讨了光学诊断技术在发动机内部及外部废气再循环研究中的应用.     

机车用R280系列柴油机的开发与研制

介绍了南车集团戚墅堰机车有限公司与奥地利AVL公司合作开发的R16V280ZJ型柴油机的研制情况,同时介绍了公司近期自主开发的R12V280ZJ型柴油机,作为R280的系列化柴油机,该型柴油机不仅主要零部件成熟、可靠,而且通过性能优化,极大地降低了柴油机在部分负荷时的燃油消耗率,能更好地满足铁路对低排放、低油耗内燃机车...     

米勒循环船用低速柴油机燃烧与排放试验研究

选择米勒热力循环和传统热力循环低速柴油机,根据实测气缸压力,对比分析不同热力循环柴油机气缸内燃烧过程,揭示其对柴油机性能参数和有害排放物生成的影响规律,为低排放柴油机开发提供支持.     

机体的三维设计

机体是发动机中结构最为复杂的零件,设计的工作量较大.介绍了在Intralink8.0+Pro/E WF3.0的设计平台上,采用自顶向下的设计方法,进行发动机机体三维设计的思路、步骤,并应用该方法完成了某机体的设计.     

机车尾气余热加热燃油系统可靠性设计

提出了机车尾气余热加热燃油系统模型,分析了影响该系统换热因素的随机特征,提出了机车尾气余热加热燃油系统的可靠性分析方法;针对机车尾气余热加热燃油系统换热器的实际工况,论述了系统换热性能指标及设计值的变异性对系统性能的影响;并运用于某机型设计,给出了基于可靠性理论的机车尾气余热加热燃油系统分析计算方法及设计步骤。     

280柴油机凸轮轴改进

针对12V280ZJ柴油机在某些方面存在的一些问题,提出改进方案：通过延长排气门关闭段,并加大关闭段后期的开度,以加强排气重叠期,增强对气缸和排气门的扫气,来解决排气温度和排气门温度偏高问题;将标定工况时的供油提前角向后推移2°凸轮转角,解决了部分负荷工况供油率偏低、油耗高等问题。经过在280单缸柴油机上的试验,试验结果达到了预计目标。     

解决气缸套穴蚀问题的实例分析

穴蚀是柴油机工作中的疑难杂症,主要发生在气缸套与机体的水腔面,主导因素为气缸套的高频振动产生空泡,在压差下空泡爆炸产生破坏力击损气缸套表面,降低气缸套使用寿命.穴蚀问题发生和解决的周期很长,又发生在柴油机内部,很难直观发现穴蚀,宁波中策动力机电集团多年来根据用户气缸套实际穴蚀情况一直做着不同的改进并跟踪,从穴蚀原理和外部因素等不同方案着手逐步解决穴蚀这一问题,并取得良好效果.