12V180ZJC型柴油机燃烧放热规律的浅析

为了弄清直喷式柴油机的燃烧放热规律对柴油机性能的影响，本文以我厂在９０年代初与奥地利ＡＶＬ研究所联合开发研制的１２Ｖ１８０ＺＪＣ型柴油机为例，将在ＡＶＬ研究所试验台上按Ｎｅ－１３２４ｋＷ的螺旋桨特性试验所得试验数据和在各工况下所取得的燃烧放热率图为依据，进行分析，提供燃烧放热特性的帮助，寻找燃烧放热率图与柴油机之间内在的联系，希望对研究高速直喷式增压柴油机的燃烧过程有所帮助。     

高速直喷式柴油机喷油规律的现状及其利用潜力

目前全世界都认为。良好的喷油规律可有使ＮＯｘ排放量和燃烧噪声降低，且不会对油耗量和颗粒排放造成不良影响。李斯特内燃机机研究所（ＡＶＬ）的这篇文章描述了混合气的形成是对喷油规律起决定作用的因素，也叙述了实现某一喷油规律时可能出现的几个典型的喷油过程及其对ＮＯｘ和碳烟（颗粒）排放所起的影响。对得出的结果进行分析后表明，随着废气再循环量的增加，对与此相适应的喷油规律方面的要求越来越高，这样才能圆满地达到     

环保型柴油机燃烧控制的研究

为阐述高压喷射燃油雾化的机理,以及喷雾燃烧的机理,使用快速压缩装置和各种光学摄像系统观察了高温、高压气体中燃油喷雾动态的试验结果。     

改善柴油机性能途径

通过对柴油机燃烧放热规律、脉冲增压等方面的研究，对柴油机性能改善的方法进行了探讨。     

积分式光导测量装置：研究柴油机燃烧过程的新方法

利用一个光学探头就可测量柴油机燃烧室中的能量转换，火焰温度和烟度等各项性能参数，因而可详细地描述柴油机的燃烧过程。文中详细介绍了这种积分式光导测量装置的原理和测量分析方法。     

柴油机燃油喷射系统结构参数对喷油规律的影响

通过对MB839柴油机燃油喷射系统喷油规律、喷油器偶件实际通流面积uf的测试，以及改变燃油喷射系统的结构参数对规律影响的试验，揭示了MB839预燃室式柴油机的喷油规律，并提供了如何改变燃油喷射系统的结构参数来改变喷油规律以满足柴油机工作过程的需要。     

用极高喷油压力提高高速直喷式柴油机升功率的潜力

发动机缩缸强化是提高发动机效率的最佳途径之一,但因发动机排量较小,需要较高的升功率。研究以法国石油研究所的轿车用单缸样机试验为基础。该发动机升功率极高,且能承受高的热和机械应力。利用喷油压力高达250MPa的共轨喷油试验设备,在全负荷和部分负荷工况下进行了试验。结果表明．在全负荷工况下,提高喷油压力的措施比增大喷孔直径的措施更能提高燃油流量。这主要是因为较小的喷孔直径改善了空气卷入效果。将提高发动机的热和机械负荷限值与先进的涡轮增压系统相结合,会更有利于提高喷油压力。将高的喷油压力与高的增压压力和高的缸内最高燃烧压力相结合,能够得到极高的升功率（85～90kW）和高的燃空当量比（0．9）。     

燃油温度对直喷式柴油机燃料喷射、燃烧和排放的影响

液体燃料进口温度对直喷式柴油机的影响是显著的。本文研究进口燃油温度对中速柴油机燃油喷射、缸内燃烧及对输出性能及排放的影响,介绍受进口燃油温度影响的主要喷油参数的变化,并开发了简化模型。研究指出：受影响的主要喷射参数包括喷油器喷射终点定时相对于喷油泵致动定时的变化量、喷油率、喷油持续期以及喷油油束的雾化。燃油温度对喷油参数的主要影响来自于燃油体积弹性模量和密度,而燃油黏度的影响不大。开发的模型可以预测由于进口燃油温度的变化引起的喷射参数的改变。预测结果指出,当进口燃油温度升高时,嘴端喷射始点定时相对滞后,喷油率降低,针阀开启持续期相对于基准状态有所延长。通过考察燃油温度对缸内燃烧过程的影响,分析了发动机输出和排放相对于燃油温度的变化趋势。预测指出,对于运行在全负荷下的普通柴油机,燃油温度的升高将会使CO、HC、PM以及烟排放值增高,而使NOx排放值降低,对燃油效率有不利影响。对一台中速四冲程柴油机进行试验得到的输出和排放值结果与趋势分析预测结果吻合。研究结果和开发的模型通常可以用于压燃直喷式液体燃料发动机。     

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。     

柴油机低温燃烧试验研究

在一台光学高速直喷柴油机上采用多级喷射方法进行了低温压缩发火燃烧研究。对放热特点进行了分析。通过对自然火焰光度摄像,实现了整个循环燃烧过程可视化。测量了排气管内的NOx排放值,分析了引喷定时、引喷燃油量、主喷定时、运行负荷以及喷射压力对燃烧和排放的影响。低温燃烧模式是通过采用喷射定时远在上止点之前的小量引喷及随后在上止点之后的主喷来实现的。试验结果与传统柴油机（扩散）燃烧进行了对比。在所有低温燃烧下观察到以预混合为主的放热率曲线模式,而在传统燃烧方案下观察到典型的扩散火焰燃烧放热率模式。在传统的燃烧条件下观察到高亮度火焰,而在低温燃烧方案下观察到亮度低得多的火焰。在较高负荷和喷油量较低的方案,观察到在有些方案下有液态燃油喷入低温预混合火焰中。与传统扩散燃烧相比,低温燃烧在相似的运行负荷下取得了碳烟和NOx同时降低的效果。对于高负荷条件,由于缸内温度较高,NOx排放量较大。不过,与传统燃烧相比,高负荷条件下碳烟量有明显降低,这表明,增大喷射压力可显著减少碳烟排放量。     

大功率柴油机喷油过程的计算机模拟

要有效地开发和优化柴油机喷油系统，需要一个有新的模拟程序，它必须能够精确地模拟柴油机实际喷油过程，本文主要介绍马格登堡工业大学开发的“等容”和“等压”卸载结构喷油系统的喷油规律计算程序以及“等压”卸载结构喷油规律的计算结果。     

改善车用柴油机燃烧的技术

柴油机技术在近年得到大力发展,应用了高扭矩、低噪声和低排放等各项技术。介绍柴油机的最新发展动态,以及为降低排放、提高热效率而采用的各项燃烧改善技术。     

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。     

采用后喷射改善柴油机的燃烧过程

在一系列运转工况下试验研究了后喷射对共轨直喷式柴油机减排的效果。结果表明,在全部工况范围内,采用后喷射可以降低排气烟度,而热效率和其他排放指标并无恶化。降低排气烟度的后喷射最佳油量为总喷油量的20％。后喷射的最佳定时为紧接主喷射之后。从燃烧室底部观察的燃烧火焰显示,后喷射促进了碳烟的氧化。     

Volkswagen公司复合燃烧系统的燃烧过程

当今,经济、技术、社会环境和社会发展趋势都发生了变化,汽车用户的要求也随之变化,这一切都要求未来车用动力装置具有更低的有害物排放、更高的效率,以降低二氧化碳排放量,这就必须通过综合汽油机和柴油机燃烧过程的优点来达到这个目标。Volkswagen公司动力研发部将这种新技术称之为“复合燃烧系统的燃烧过程”。     

用组合喷嘴改善柴油机的燃烧

根据直喷式柴油机抑帛 合燃烧和激活扩散燃烧可以同时降低ＮＯｘ排放和油消耗率的原理，作者试制了在主喷孔附近设置微小孔径副喷孔以抑制初期燃烧和活化后期燃烧的组合喷嘴。在单缸柴油机上与现用的普通喷嘴进行了对比试验。