双斜切燃烧室及其与油束夹角匹配对重型柴油机性能影响研究

利用CFD软件对柴油机的燃烧过程进行了三维仿真研究,探究了燃烧室形状以及其与喷油器油束夹角的匹配对柴油机燃烧性能的影响,在原机的基础上设计了一种双斜切燃烧室。试验结果表明,原机燃烧室和双斜切燃烧室匹配的最佳油束夹角分别为140°和145°,此时油束落点可以到达燃烧室拐角,使燃油向上和向下分流,组织良好的油气混合,缩短燃烧持续期,实现快速燃烧。对于匹配最佳油束夹角的两种燃烧室,双斜切燃烧室在柴油机经济性和动力性上以及碳烟排放方面都优于原机燃烧室,但在NOx排放上比原机燃烧室差。国Ⅵ柴油机燃烧开发试验表明,匹配最佳油束夹角的双斜切燃烧室的综合性能优于匹配最佳油束夹角的原机燃烧室。     

超高压共轨柴油机油气室匹配仿真研究

介绍了超高压共轨系统工作原理,基于Fire软件分别建立了进气道和燃烧室的仿真模型,并在利用试验验证了模型准确性的基础上,通过模型分析了油、气、室参数间的匹配关系对超高压共轨柴油机性能的影响,为进一步改善柴油机的性能和实现油、气、室参数间的优化匹配提供了理论依据。结果表明:在超高压喷射条件下,同一喷孔直径匹配的涡流比越大(1.21~3.62范围内),越有利于改善柴油机性能,并且喷孔直径越大,改善的效果越明显,当3.62涡流比匹配0.30mm喷孔直径时,可获得最高的平均有效压力,并且此时具有最好的排放效果;同一喷孔直径匹配的燃烧室口径比越小,越有利于改善柴油机性能,并且喷孔直径越小,改善的效果越明显,当0.75燃烧室口径比匹配0.23mm喷孔直径时,可获得最佳的动力性和排放性。     

双层分流燃烧室与喷射参数匹配的试验研究

为进一步改善采用双层分流燃烧室的直喷式柴油机的燃烧性能,在单缸柴油机台架上对不同喷油压力、喷油提前角和喷嘴伸出长度等喷射参数与双层分流燃烧室的匹配进行了试验研究。结果表明,通过喷射参数与双层分流燃烧室的合理匹配可有效地改善柴油机的燃油经济性和排放性能。     

重型柴油机缩口燃烧室内流动及其排放特性

利用由AVL公司提供的FIRE软件对重型车用柴油机缩口直喷式燃烧室内的气体流动特性进行数值模拟计算分析。在此基础上,对不同缩口直径的燃烧室进行喷射系统参数的优化匹配试验研究。结果表明,采用缩口直喷式燃烧室结构,可有效地组织燃烧室内的气流运动,并通过与喷射系统参数的优化匹配,在动力性和经济性基本保持不变的条件下,有效地改善柴油机的排放特性。     

4160型柴油机的改进研究——预燃室式改为直喷式

本文探讨了四气阀缸盖和无涡流进气道用于直喷式柴油机后如何设计燃烧室;还讨论了燃烧室结构与喷油规律的匹配问题。     

风冷柴油机冷起动性能的研究

针对影响涡流室柴油机冷起动性能的因素及涡流燃烧室最佳结构参数匹配问题,采用5种燃烧室设计方案进行了对比试验,得到了0℃左右冷起动时合理设计的涡流室副燃烧室形状和尺寸、通道的形状与位置、起动孔的锥度与夹角、主燃烧室活塞顶导流槽的形状等参数;将各项性能较优的方案1和方案2应用于165F柴油机,结果表明,在-2℃的低温下能使其顺利起动,且性能指标得到了改善,达到了预期的效果。     

480柴油机供油提前角就车调整

80系列柴油机是一般农用运输车的首选动力。由福建平和农用运输车厂生产的LX1505W龙溪牌农用运输车就选装扬州市动力机厂的480型柴油机。该机结构简单,匹配性较好,装用滑动配合干式气缸套,维修方便。但该机为涡流室燃烧室,起动性差。如大修中不重视供     

降低车用直喷式柴油机有害排放污染物的试验研究

为了满足车用柴油机未来的排放限值，需采取有效措施改善燃烧过程，在保持良好的燃油经济性的同时，大大降低在害排放物。本文对燃烧室几何形状、喷油压力、喷嘴类型等进行了匹配试验。结果表明，重新匹配的６１１０型柴油机废气排放可满足欧洲法规Ⅰ的要求。     

直喷式柴油机燃烧室形状对气流运动及其排放特性的影响

利用AVL公司的FIRE软件，对缩口直喷式柴油机燃烧室内的流场进行了模拟计算，分析了不同燃烧室形状对流场分布及对燃烧室涡流强度的影响，同时对柴油机的排放特性进行了对比试验研究。结果表明，不同燃烧室形状对气流的运动影响明显，通过合理控制燃烧室内的气流运动特性，可有效地改善CO、HC及NOx的排放特性。     

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。     

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。     

柴油机喷雾和燃烧过程的多维数值模拟计算研究

通过CFD软件FIRE对直喷式柴油机喷雾和燃烧过程的多维数值模拟计算,得到柴油机缸内流场速度、温度和排放污染物浓度分布以及示功图、放热率和排放物生成历程等重要的研究信息,并对其作了详细地分析,为改进现有的直喷式柴油机结构和开发新的燃烧系统提供预见性的指导。     

缸内喷雾燃烧CFD仿真模型校验

摘要：采用AVLFIRE软件,对某重型柴油发动机进行缸内喷雾燃烧过程仿真。利用内窥镜系统,获得缸内喷雾燃烧图像。通过CFD仿真结果与喷雾过程、燃烧火焰、碳烟浓度分布进行定性对比分析,校验了缸内喷雾燃烧CFD仿真模型的准确性。     

喷油器结构对柴油机性能影响的研究

着重介绍了对某大功率高速柴油机喷油器针阀体结构进行的改进研究,以改善喷油器的喷雾特性以及提高其流量,同时通过柴油机整机性能匹配试验,研究喷油器结构对柴油机整机性能的影响。     

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。     

高压共轨柴油机燃烧与排放模型的研究

利用高速闪光摄影技术,对高压喷射喷雾体空间发展规律进行了试验分析,提出了一个计算高压喷射喷雾体发展的数学公式;在正确描述高压燃油喷雾的基础上,建立了一个能预测高压共轨柴油机性能和排放的准维燃烧模型,此模型改进了燃油喷射模型及碳烟的生成与氧化模型,考虑到燃烧区的区间传热和缸内工质的对流辐射传热,对一台高压共轨柴油机进行了仿真计算。计算与试验结果对比分析表明,改进后的燃烧与排放模型能较好地反映缸内各区的燃烧与排放情况。     

稳态闪急沸腾喷雾速度分布的试验研究

为探索闪急沸腾喷雾的形成机理，以氟里昂R12为试验液体，采用激光多普勒测速仪(LDA)测量了稳定流动条件下粒子的速度分布。为作比较，还在相同试验条件下测量了传统压力雾化喷雾——柴油喷雾。试验结果表明：闪急沸腾喷雾的径向速度和径向扩散范围远大于传统喷雾，前者速度的空间分布远比后者均匀。闪急沸腾改善雾化的原因在于气相对液体射流的闪急冲击作用。     

柴油机低排放燃烧系统研究

针对某款匹配株式会社电装第3代180 MPa电控高压共轨喷射系统和采用EGR方案的全新开发的国Ⅳ平台中型柴油机,研究了其3种不同燃烧室形状与喷油器匹配的燃烧规律,结果表明大径深比带翻边结构的2#燃烧室与8×810×150型号喷油器更加适合低排放燃烧系统开发要求。采用STAR-CD计算模拟软件,对油束落点与燃烧室的运动情况进行模拟分析。结果表明,模拟计算结果与试验结果基本一致,从而验证了试验的准确性和模拟计算的可靠性。     

车用柴油机加速工况时喷油与燃烧特性的研究

通过柴油机工作过程测量分析系统对一台直喷式车用柴油机加速时的喷油和燃烧过程进行了试验研究和计算,并计算了其加速过程中的总声压级;利用油滴蒸发准维燃烧模型对柴油机加速过程NOx 排放进行了模拟计算。研究结果表明,柴油机喷油和燃烧特性参数的综合效果对NOx排放值产生影响;柴油机加速时的燃烧噪声大于标定工况,加速工况时的NOx 排放浓度值变化较大,有时大于标定工况。     

One-dimensional model on fuel penetration in diesel sprays with gas flow

In diesel engine, spray penetration is usually changed by in-cylinder gas flow. Accurate prediction on diesel spray with gas flow is important to the optimal design of diesel fuel injection system. This paper presents a theory investigation focusing on the penetration of diesel spray with gas flow. In order to understand the effect of gas flow on the penetration of diesel spray, a one-dimensional spray model is developed from an idealized diesel spray, which is able to predict the spray behavior under different gas flow conditions. The ambient gas flow is simplified as ideal flow that has only constant flow velocity along x-axial and y-axial directions of spray. The x-axial and y-axial directions are respectively defined as along and vertical spray directions. The main assumption is that the y-axial direction gas flow has no effect on the penetration of spray along x-axial direction. The principles of conservation of mass and momentum are used in the derivation. Momentum of in-cylinder air flow is also taken into consideration. Validation of the model at stable condition is achieved by comparing model predictions with experimental measurements of diesel spray without gas flow from Naber's experiments. Furthermore, CFD simulations on penetration of diesel spray with gas flow were performed with the commercial code AVL-fire. The onedimensional model is validated by the penetration results with gas flow from CFD calculation. Results show that a reasonable estimation of the spray evolution can be obtained for both with and without ambient gas flow conditions.