直喷式柴油机内火焰温度的测量和燃烧过程的热力分析

用分析空气进入火焰区的速率与燃烧速率之间的关系来研究直喷式柴油机中扩散燃烧过程的机理,以火焰温度和气缸气体压力的测量值对空气进入率和燃烧率进行热力计算。为了用双色法确定火焰温度,藉在三个可见光波长上同时测量火焰亮度来估算柴油机火焰的辐射强度,建立了排气烟度与火焰区过量空气系数的联系。     

二甲醚发动机活塞温度的测量研究

用硬度塞法分别测量了相同工况下二甲醚(DME)发动机和柴油机的活塞温度分布,测量结果表明,90%标定负荷工况时,DME发动机活塞顶部和火力岸处表面温度为255℃～290℃,比同工况下柴油机要低20℃～40℃,燃用这两种燃料的活塞温度分布情况及其变化趋势则基本相同。采用零维燃烧模型对DME发动机与柴油机的燃烧放热规律和缸内温度变化历程进行了预测分析,计算结果表明,在相同工况下DME发动机的热负荷低于柴油机,这是导致DME发动机活塞温度较柴油机低的根本原因。     

发动机燃烧火焰的可视化技术

为了降低发动机的燃油耗,实现高效燃烧,使用高速彩色摄影机等光学摄影装置,使观察发动机缸内的燃烧火焰成为可能。介绍了气缸内爆震的观察方法、气体燃料发动机机内着火及火焰传播过程的详细观察技术,以及运用小孔观测器观察柴油机柴油喷束产生的着火燃烧图像。运用上述观察技术将有助于掌握燃油雾化及喷雾燃烧机理,探索抑制爆震、降低氮氧化物和颗粒排放,以及实现高效燃烧的途径。     

CNG发动机缸内气流条件与双点点火对火焰传播特性及热效率的影响

提高CNG-DI发动机的指示热效率是适应低碳化要求的重要途径.采用CFD软件AVL FIRE,对2.0L柴油机改装的CNG-DI发动机燃烧过程和缸内流场特性进行了仿真分析.首先用CNG-DI光学发动机实验结果验证了计算模型的正确性.基于仿真模型分析了CNG燃料缸内直喷时不同燃烧室结构的湍流强度对火焰传播过程的影响,以及...     

缸内直喷LNG发动机燃烧过程测量分析

将1台直列4缸汽油机改装为缸内直喷LNG发动机,用自行开发的发动机工作过程测量分析系统测量其缸内压力.分析了标定转速和最大扭矩转速下最高燃烧压力、压力升高率、缸内温度的变化,并计算分析了其放热规律.结果表明:与汽油机相比,改装后的天然气发动机燃烧较慢,后燃现象较严重;最大扭矩点的最大压力及最大压力升高率大于标定点;转速...     

光源前置消光法测量缸内碳烟瞬态生成过程

开发了一种全新的碳烟测量方法——光源前置消光法(FILE),并进行了台架开发和标定试验.结果表明,FILE测量碳烟仅需一个光学窗口且激光两次穿过碳烟生成区域,因此更适用于结构位置紧凑的发动机缸内测量.采用高速摄像机拍摄了柴油燃烧过程中碳烟情况.表明:碳烟高密度区主要集中在油束下游火焰中心区和缸壁附近低氧区域;环境温度为...     

2135G柴油机活塞温度场的试验研究

对2135G柴油机活塞的温度用硬度塞法进行了测量，并用有限元法计算出了活塞的温度场。试验证明，用硬度塞法对工作在高温高压下的发动机活塞温度进行实测是一种行之有效的方法。     

低比例甲醇汽油发动机排放建模与预测

在1台进气道多点电喷EQ491i汽油机上,采用AVL傅里叶变换红外光谱多组分分析仪SESAM-FTIR测量了燃用低比例甲醇汽油的排放成分。使用发动机循环模拟软件Boost耦合化学动力学软件Chemkin,建立了甲醇汽油发动机循环计算模型并用试验结果进行标定,模拟了甲醇汽油发动机中的常规排放NOx和非常规排放甲醛的生成情况。模拟结果表明,在相同工况条件下,随着甲醇比例的增大,甲醛排放基本呈线性增长。发动机负荷对甲醛排放影响不大,NOx排放主要受空燃比和燃烧温度影响。     

图象双色法测试波长选择方法的研究

在采用双色法测量柴油机燃烧温度的研究中?发现测试结果因测试波长而异。本文首次详细分析了波长对温度测试精度和测试范围的影响，解释了测试在波长而异原因，并提出验证了图象双色法测试波长选择准则。     

增压器涡轮箱热-结构强度分析及试验验证

为了能够直接验证热-结构耦合仿真计算的精确性,以某型增压器涡轮箱为研究对象,运用CFD分析软件与FEA分析软件同步耦合仿真计算涡轮端温度场,然后将求解得到的温度场节点温度赋给结构分析模型,再求解涡轮箱模型的热应力。在发动机台架上运行增压器,发动机运行时采用与增压器CFD仿真计算相同的边界参数,采用红外热像仪测定考察区域的温度场分布,通过非接触式应变测量系统测定考察区域的应变分布,提取考察区域标记考察点的温度及应变结果,并与仿真计算的温度及应变结果进行对比分析,结果表明,采用热-结构耦合分析方法求解的涡轮箱温度和应变精度能满足工程设计要求。     

针对氢燃料发动机爆燃过程的数值模拟研究

发动机爆燃这一异常燃烧现象不仅阻碍了发动机压缩比的提高,还限制了可降低有害物质排放的新型燃烧方式应用。采用数值模拟方法,以活塞运动到上止点时的气缸作为二维计算区域,模拟了不同压力、温度初始条件下的氢气与空气混合物爆燃燃烧过程。探究了末端气体自燃及正常燃烧火焰前锋、自燃火焰前锋、压力波和温度之间的相互作用。结果表明,自燃的发生最初是由压力波 在气缸内来回振荡,使得气缸内压力和温度升高造成的。在正常燃烧火焰前锋的挤压作用下,火焰前锋附近发生了自燃。自燃发生后由于正常燃烧的火焰前锋压缩使高压范围更小,压力更大。自燃并不是发生在近壁面处的,而是发生在正常燃烧的火焰前锋附近。已燃区域在靠近自燃区域的部分,压力和温度都有小幅升高。当自燃火焰前锋与正常燃烧火焰前锋运动方向完全相反时,它们之间发生强烈的相互作用,导致自燃火焰前锋的动力速度大幅降低。此外,研究发现计算区域的维数对基元反应之间的竞争是有影响的。     

车用汽油机活塞温度测量

介绍了采用副连杆机构引出热电偶线，连续不间断地测量车用汽油机活塞各部温度的方法。根据测量结果，分析了平均有效压力、发动机转速、燃油消耗量、点火提前角等参数同活塞温度的关系。活塞温度场的计算结果和实测结果比较接近，从而证明了该方法的实用性。     

直喷汽油机燃烧系统开发中的喷雾激光诊断技术

我国的直喷汽油发动机（SIDI）技术开发还不成熟。在SIDI燃烧系统的研发中，激光诊断、三维计算流体力学（3-DCFD）和基于光学发动机的燃烧诊断是三种重要技术。激光诊断技术可对燃油雾化与蒸发过程进行可视化以及定量测量，为数值计算和建模提供实验验证进而提高仿真的精确性，为缸内混合气形成过程及燃烧诊断提供直观的物理描述和...     

欧Ⅵ天然气发动机关键技术研究

利用GT‐SUITE软件建立天然气发动机湍流火焰预测燃烧模型,结合试验数据验证了模型的计算精度,基于该模型对实现欧Ⅵ排放的当量燃烧路线关键技术,包括增压器匹配、米勒循环、瞬态参数优化进行了分析。研究表明：非对称流道增压器在实现相同EGR率前提下泵气损失最小;米勒循环可以抑制爆震,提升发动机经济性和可靠性,适当减小油门响应速度和增加放气阀响应速度可以降低发动机瞬态超负荷率。研究结果对欧VI天然气发动机开发具有一定指导意义。     

基于C8051F310的内燃机活塞温度场测试系统

介绍了由C8051F310单片机组成的温度场测试系统,提出了高速运动状态下测量发动机活塞温度场的方法,利用热电测量原理和无线传输技术,实现了活塞表面多点温度的同时测量.详细阐述了测试系统的硬件电路设计和程序设计,在某活塞温度场测量中的应用表明,该系统具有较高的测试精度和可靠性.     

车用柴油机排气微粒分流式稀释取样测量系统的研制

本文设计了一种测量车用柴油机排气微粒的分流式稀释取样系统并制出了实验样品。文中说明了系统的布置和主要参数。重点是用ＣＯ２示踪法标定了不同发动机工部下的稀释比。用该系统测量一台车用柴油机的排气微粒结果表明该系统效果好，很实用。     

燃烧室凹坑形状对汽油转子发动机燃烧过程的影响

针对转子发动机缸内燃料燃烧效果不佳的问题,以一款预混式汽油转子发动机作为研究对象,采用计算流体力学的方法,建立转子发动机缸内流动与燃烧的三维数值仿真模型,并利用试验结果进行了对比验证.在此基础上,选取敞口式、直口式和缩口式3种不同类型的燃烧室凹坑,研究了燃烧室凹坑形状对缸内压力、温度、火焰传播及NO生成的影响.结果表明...     

汽油机颗粒捕集器（GPF）台架性能研究

文章讨论了台架颗粒捕集器（以下简称GPF）原排标定、定温定氧燃烧模型、断油燃烧模型、不同碳量的燃烧速率、最大碳量的标定方法;并呈现了匹配某款发动机的GPF标定数据。文中提到了趋势法、仿真法对模型标定进行数据分析和优化,优化工作流程的同时保证整车标定模型准确度,降本增效,也为应对未来更严格的排放法规（例如正在研讨的国Ⅶ和欧Ⅶ）做技术积累。     

用光学可视化方法研究乙醇柴油混合燃料的燃烧特征

应用直接图像法对乙醇柴油的燃烧过程进行研究。在一台单缸直接喷射式柴油机上,建立了直接图像法拍摄燃烧火焰图像的光学系统,对15%乙醇柴油、15%乙醇柴油加十六烷值改进剂、纯柴油在同一转速下的燃烧过程进行可视化研究。对火焰照片分析表明:柴油中加入乙醇后,无论是否恢复其十六烷值,其着火滞燃期都延长了,燃烧持续期缩短,火焰辉度减弱。在乙醇柴油中加入十六烷值改进剂后,着火滞燃期相对提前,燃烧持续期和火焰辉度增加,但仍然没有达到柴油机水平,这说明十六烷值改进剂有利于改善乙醇柴油的燃烧性能。通过温度场分析发现:乙醇柴油的缸内平均温度峰值要比纯柴油低很多,而且乙醇柴油燃烧时平均温度上升相当平缓。     

直喷式柴油机一些参数对测得的空气卷吸率和放热率的影响

空气往火焰中的卷吸率和放热率是在一台直喷式柴油机中用热力学方法计算的:推荐了一种双区模型,使用气缸压力、火焰温度和喷油率三个测得的数值作输入数据。由各种条件下的卷吸率和放热率间的相互关系,就可知道,扩散燃烧的初期和主要阶段的燃烧主要受空气往火焰中卷吸的控制。我们也研究了喷射压力、活塞形状和涡流强度对空气卷吸的影响。火焰中的混合程度是用火焰中的当量比评定的,后者也是用同一模型得到的。排气中氧化氮和炭烟浓度趋势是与火焰中的当量比和在所有各种条件下测得的火焰温度密切相关的。