车用汽油机射流燃烧系统的研究进展

汽油机射流燃烧系统已有多年的研究开发和实践，经过反复考验，其优越性得到证实。本文从射流室的特殊结构特点出发，利用多通道光纤高速摄影照片和示功图分析并结合紊流燃烧理论，对射流燃烧过程的燃烧特性进行的研究，论证了其诸多方面的优越性。还介绍了目前的研究进展。     

汽油机射流燃烧室的燃烧模拟计算

在介绍汽油机射流燃烧室过程的三区燃烧模型的基础上，与计算焰前氧化放热过程的简化化学动力学模型相结合，对射流燃烧室爆震进行了预测。通过燃烧模拟计算进一步证明了射流燃烧室的优越性，并为进一步研究燃烧过程提供了有效的工具。     

汽油射流燃烧技术的研究

研究射流燃烧理论，将其应用于汽油机燃烧室的独特结构设计中，由于该结构在燃烧室内能产生强烈紊流和大量微涡流，因此能稳定地点燃较稀混合气，加快燃烧速度，大幅度提高压缩比，能够获得突出的节油效果和先进的动力性及排放指标。     

气相射流点火天然气发动机的燃烧及排放特性

射流点火是实现稳定的稀薄燃烧,大幅度提升发动机热效率的有效技术途径。该文利用设计的一种射流点火器,对气相射流点火(GJI)的燃烧开展研究,揭示了主动式射流点火(射流室内有补充燃料)和被动式射流点火(射流室内无补充燃料)的燃烧和排放特性。结果表明:相比于被动式射流点火,主动式射流点火将过量空气系数拓展至2.0,热效率提升1.5%;进一步引入废气再循环(EGR)后,热效率提升至44.5%。主动式射流点火时,最高热效率点NOx排放较被动式射流点火下降低66%,THC及CO排放的增加使燃烧效率降低3%;引入EGR后,NOx进一步降低79%,燃烧效率保持稳定在96%。     

预燃室射流点火装置的设计与性能研究

为改善天然气发动机燃烧特性,设计了用于射流点火的内置式半球型四孔预燃室,利用全燃烧场可视的快速压缩机(RCM),采用同步压力传感器和高速摄影机进行了点火燃烧试验研究,并与传统火花点火对比分析。结果表明,采用本文设计的预燃室射流点火装置能达到强化点火、加速燃烧的明显效果。相比于传统火花点火,预燃室式射流点火的滞燃期和燃烧持续期缩短,最高燃烧压力和最大累计放热量提高,且随着负荷的增大,性能改善幅度增加。在大负荷工况下,滞燃期和燃烧持续期均约缩短了55%,最高燃烧压力和最大累计放热量分别提高7%和10%。此外,预燃室式射流点火方式的点火和燃烧稳定性优于传统火花点火,滞燃期和最高燃烧压力波动极小。高速摄影的结果表明,预燃室式射流点火在主燃室内快速产生沿喷孔方向高速发展的射流火焰,引发迅速燃烧,而传统火花点火呈现火焰缓慢传播燃烧形态。     

喷雾液体射流模型研究及应用

喷雾雾化是液体通过喷嘴进入到气体环境中,经过气体与液体的互相作用使之碎裂成液滴的过程,其中包含着复杂的能量交换、动量交换以及传热过程。燃油雾化是内燃机燃烧过程中的一个重要环节,良好的雾化效果可以促进燃油粒子与空气进行充分混合,从而使燃烧热效率得到提高,进而使内燃机的动力性、经济性以及排放性皆有所改善。由于喷雾液体通过喷嘴的物理结构不同,故所形成的射流形状也不同。主要的射流形式有平面射流、圆柱射流以及环状射流等。文章将对这三种射流形式进行展开研究,从射流的碎裂机理进行深入的分析,通过引入物理方程以及射流表面波理论,将液体射流现象转变为数学模型,从而探究出影响射流雾化效果的关键因素,进而促进喷雾学科的发展。     

湍流射流点火燃烧特性的模拟研究

稀薄燃烧策略可以在提高燃料效率的同时减少污染物排放,而预燃室式湍流射流点火技术作为一种强点火方式能够有效提高燃烧稳定性.采用数值模拟手段对稀薄混合气湍流射流点火燃烧特性进行研究.结果 表明:在混合气过量空气系数(φa)为1.5的情况下,湍流射流点火相较传统火花塞点火最高燃烧压力提高66.4％,NOx排放相较当量比燃烧降...     

EQ6100射流燃烧系统汽油机

在东风ＥＱ６１００汽油机上，应用并发展“射流燃烧”技术，全面改善了发动机的性能，使其更具实用性。     

基于射流点火的稀混合气燃烧

介绍等离子射流(PJ)点火器及脉冲射流(PFJ)点火器的结构和工作原理,以及点火电路的特点,考察了PJ和PFJ点火方式在静态或流动的稀混合气中,以及高温、高压环境下提高点火效果的机理。同时指出,相比传统的火花塞点火方式,PFJ点火具有促进燃烧及扩大稀燃运行区域的效果。     

新型汽油机缸内直喷燃烧系统的研究

所开发的汽油机缸内直喷燃烧系统基于射流燃烧系统，由燃烧系统、燃油供给系统和相应的电控系统3部分组成。根据喷油器不同布置方案，设计了2种燃烧室。所开发的汽油机缸内直喷燃烧系统的高压供油系统能基本满足系统喷油要求，研制的电控系统基于PC机，可在线调整控制参数和采集数据。通过一台改装的单缸试验机，研究了喷油正时对发动机运转性能的影响。     

切诺基I—4汽油机燃烧系统的改进

针对美国切诺基I－4汽油机在我国使用较低辛烷值汽油的特定情况下出现爆震、排气温度高等问题，用天津大学发明的射流燃烧系统取代原机斜楔型燃烧系统。结果，改用新燃烧系统的I－4S汽油机，在使用较低辛烷值汽油时，动力、经济性能优于用同样汽油机的I－4，排气温度也显著降低，大大改善了发动机的使用条件。     

运用空气射流涡流降低柴油机的排气污染

以前的研究结果表明，在单缸柴油机上利用空气射流涡流的方法可以减少燃烧过程后期的烟尘浓度。本文论述的重点是在直列６缸直喷式柴油机上配置一个空气射流涡流发生器，各种试验证明：空气射流涡流的方向，时间等参数对降低烟尘和微粒都有一定的影响。在日本产Ｄ－１３型柴油机上利用空气射流涡流发生器可减少微粒排放总量的３７％，ＮＯｘ含量不变，而烟尘和颗粒明降低。     

主动射流点火天然气发动机的燃烧控制策略

本文研究了天然气发动机主动射流点火模式下喷射压力和喷射脉宽对射流燃烧特性的影响。试验条件为：保持进气道压力为0.08 MPa、进气道天然气喷射脉宽为18 ms、调整射流室天然气主动喷射压力从0.5 MPa依次增加到3.0 MPa,增量间隔为0.5 MPa,主动喷射脉宽从1 ms依次增加到5 ms,增量间隔为1 ms。发动机的转速为800 r/min,点火时刻为-24°CA ATDC。试验结果表明,相比于被动射流点火,主动射流点火可提高峰值放热速率,加速燃烧。主动喷射压力和脉宽过低时,循环波动率（COV）大;随着主动喷射压力或脉宽增加,燃烧稳定（COV<1.5%）;继续增加主动喷射压力或脉宽对燃烧稳定性的影响不大。随着主动喷射压力和脉宽的增大,发动机峰值压力和峰值放热速率增加,初始阶段燃烧速度加快,但整体燃烧持续期变长。在固定点火时刻条件下,较低的主动喷射压力和脉宽实现更高的发动机指示热效率。主动喷射压力为0.5 MPa,主动喷射脉宽为2～5 ms时,发动机取得最高的指示热效率,优化后的指示热效率提高了2.8%。     

新型汽油机缸内直喷燃烧系统用电控系统的开发

介绍了基于射流燃烧系统的一种新型缸内直喷燃烧系统的研究开发，重点介绍了其中的电控系统。所开发的电控系统基于PC机，运用于DOS操作系统下，扩展性好，利用自动汉字小字库技术编制成中操作界面，兼顾操作方便和响应实时性，集成的数据采集系统可在对发动机 同时实现大数据量的采集和在线数据显示，试验表明，该套系统工作稳定可靠，能初步满足新型缸内直喷燃烧系统的要求。     

GDI发动机中不同燃料射流特性的试验研究

直喷汽油(GDI)发动机中闪沸喷雾具有促进油气混合的优势，但其发生喷雾坍塌的现象会对燃烧与排放带来不利，并且研究发现喷雾坍塌与单射流行为密切相关。因此，为了减轻喷雾坍塌并充分利用GDI发动机中闪沸喷射的优势，了解闪沸射流行为极其重要。本文选择了由5孔喷油器改造而成的单孔喷油器，选用正己烷与异辛烷燃料，在定容燃烧弹中进行试验研究。所选燃油温度为30到130℃，环境背压为0.2到1 bar。通过分析射流宽度与过热度、成核速率、化学势以及环境背压等不同参数的关系，发现射流宽度与?μ·p_amb^-0.5的相关性达到0.9以上，表明具有较好的相关性，且在近喷口附近射流宽度由相变化学势与环境背压所影响。     

简讯

由山西柴油机厂与天津大学共同研制的节油型BY492QS汽油机,今年8月在太原通过省级科技成果暨生产定型鉴定。BY492QS汽油机是在原492Q汽油机上成功地应用了射流燃烧系统,改变了原燃烧室结构,能把较稀薄的混合气以较快的速度     

单孔主动预燃室火焰射流机理研究

基于单孔主动预燃室，研究了火焰射流的形成机理。在圆形自由紊动射流理论的基础上，提出了单孔主动预燃室点火的火焰射流贯穿距随时间变化的经验公式。该经验公式可以通过射流锥角、预燃室喷口直径和射流在预燃室喷口处的初速度预测射流贯穿距。通过主动预燃室的定容燃烧弹试验和CONVERGE仿真验证，该经验公式所预测的射流贯穿距和反向求得的射流初速度与实测值吻合，最大相对误差分别为 6.92%和 5.82%。认为此公式能够正确预测单喷孔主动预燃室的射流贯穿距，对于优化预燃室结构以实现更高效地点火，继而提升内燃机的理论热效率具有参考意义。     

超小型煤粉旋风炉热拌沥青混合料

福建省晋江公路分局试制了一个“0.12m~3超小型煤粉旋风炉”。通过两年来的使用,实践表明:旋风炉喷火能有效地替代石油在烘干设备上的应用,经济效益是显著的。节约了石油资源;解决了普通燃煤炉热强度低、燃烧质量差的缺点,特别是炉体体积庞大难以搬迁的困难,提高了拌和机械的整体机动性。一、燃烧原理煤粉旋风燃烧是一种较年轻的、先进的燃烧技术。其燃烧过程主要是在一个具有圆形截面的燃烧室中进行的。依靠正切向引进炉内的高速旋转二次风射流,强化割向引进的一次风粉射流,人为地组织起一种热力强     

直喷柴油机“双壁面射流”燃烧系统的设计与试验研究

基于喷束壁面引导、分层技术和空间分散的思想,设计了一种新型的柴油机燃烧系统——"双壁面射流"燃烧系统,提出了"双壁面射流"燃烧系统的设计原则和燃烧方法,并进行了试验研究。试验结果表明:柴油机采用新型燃烧系统后,气缸压力和NOx排放降低,扭矩点的缸压峰值由原机的13.0 MPa降低到10.7 MPa,标定点的缸压峰值由原机的12.5 MPa降低到10.1 MPa;扭矩点的NOx排放体积分数由原机的731×10-6降低到487×10-6,标定点的NOx排放体积分数由原机的516×10-6降低到369×10-6;在燃油消耗率与原机相当的情况下,烟度仅恶化0.2~0.3 BSU。     

柴油超临界喷雾大涡数值模拟研究

随着现代内燃机燃烧室内温度和压力的不断提升,液体燃料往往处于超临界状态,与亚临界状态相比,其喷雾射流行为特征发生了很大的变化.本研究采用大涡数值模拟方法对超临界环境下的单组分和多组分柴油表征燃料喷雾射流进行数值计算,对比了不同气体状态方程预测柴油表征燃料超临界射流行为的差异性,发现PR气体状态方程对正庚烷质量分数分布的...