单缸直喷柴油机涡流室燃烧系统外部增压的实验研究

为满足非道路用柴油机的排放法规,从改善柴油机缸内混合气形成质量出发,提出了直喷式柴油机涡流室燃烧系统;设计了柴油机外部增压系统,进行了新型燃烧系统在外部增压下性能的实验研究。结果表明,外部增压能降低柴油机的油耗和排放;增压压力为0.15MPa时,柴油机油耗率最低。增压压力为0.18MPa时,使用4×0.36×140°喷油嘴在供油提前角为8°CA、90%负荷下,NOx排放量仅为常压下的25%。     

汽油机可变气门正时技术仿真及方案分析

以一台四缸1.6L汽油机为研究对象,用GT-POWER软件建立了性能和NOx排放分析的双区燃烧一维流动计算模型,并进行了试验验证.分析了几种可变气门正时方案对发动机的影响,包括全负荷扭矩和部分负荷时的油耗、NOx排放.结果表明,依靠凸轮相位调节可使发动机外特性功率平均提高3%左右,部分负荷的油耗和NOx排放均能得到有效改善.     

发动机进气状态对燃油经济性影响的仿真研究

本文使用仿真手段,针对进气压力、进气温度、进气涡流等不同参数设计计算方案,对输出的热效率、油耗和排放结果进行统计研究,得出进气状态对柴油机油耗和排放影响明显,稀薄燃烧有利于燃烧过程的进行,降低进气温度有利于改善油耗和排放,增压中冷是未来节能减排研究的重点方向.本研究为柴油机未来经济性的研究提供了指导性依据.     

柴油机非对称喷油嘴内部空化流动特性的数值研究

柴油机喷油嘴内部喷嘴流量和空化现象直接影响到燃油的喷射和雾化,进而影响柴油机的性能和排放。以两种非对称柴油机喷油嘴——小压力室喷油嘴(mini-sac)和无压力室喷油嘴(VCO)为例,通过Fluent软件对其进行空化和流量数值仿真,研究入口压力和背压参数对质量流量变化的影响。研究结果表明:在相同进出口压力下,mini-sac型喷油嘴各孔的流量均比VCO型的大;在较低和中等进口压力下VCO型喷油嘴各孔比mini-sac型更容易产生空化,而在较高的进口压力下这两种类型喷油嘴各孔产生空化难易程度基本一致;当进口压力不变时,随着出口压力的降低,在无空化产生时其质量流量与压力差呈线性关系;当空化出现时其质量流量继续增加,当出现超空化现象时该孔的质量流量不再变化;随着各孔的轴向夹角的增大,流量越小,空化越容易;对于这两种喷油嘴来说,只有mini-sac型孔3和孔4的空化出现在喷孔的上端和下端,其余孔的空化都只产生在上端。     

特种车辆柴油机在不同海拔高度的性能预测与分析

以Hiroyasu喷雾和燃烧模型为基础,建立了适应不同海拔环境的特种车辆增压柴油机模型,并利用平原台架试验和海拔3 700 m实车试验对计算结果进行了验证。计算了该柴油机在0～5 000 m海拔实际运行时的动力性、经济性和排放性,预测了不同环境下柴油机热负荷、机械负荷主要参数的变化规律。结果表明,当海拔高度为5 000 m时,柴油机动力性、经济性比平原恶化10%以上;柴油机缸内燃烧温度峰值上升235℃以上,涡前排气温度最多增加150℃左右;最大压升率比平原升高15%以上,NOx排放减少,碳烟排放剧增。     

柴油机孔式喷油嘴内流体流动数值模拟

利用任意拉格朗日 欧拉(ALE)方法,通过直接对N S方程进行数值求解,对柴油机直圆形、圆缺形、缩扩形等几种孔式喷油嘴内流体流动过程及质量流量和喷嘴特性参数进行数值计算,计算结果有助于柴油机喷油嘴的设计。     

发动机采用BOOST建模和与CRUISE联合仿真的研究

利用AVL公司开发的BOOST软件可宏观地描述发动机的热力学过程且优化发动机的性能,而AVL的CRUISE软件可调用BOOST建立的发动机模型.在进行道路循环工况的仿真时,须对发动机全部工况点进行准确的标定.文中采用BOOST开发了发动机的仿真模型.通过调整节气门开度和燃烧模型参数,标定了发动机在多个转速和负荷点的转矩、功率和油耗,较好地模拟了发动机的动力性和经济性.最后基于ECE循环工况,将此模型与CRUISE进行联合仿真,分析了发动机瞬态工况的动力性、油耗和NO_x排放等参数.     

汽车超声波油耗测试计算方法

针对汽车油耗间接测试法和直接测试法存在的不足,基于超声波技术和单片机控制技术,根据时差法超声波流量测试原理,构建汽车油耗测试数学计算模型。超声波流量传感器基于声时和几何参数测试燃油流量,采用扩展卡尔曼滤波法计算声时;利用三维坐标法测算超声波流量传感器的几何参数,进行了几何参数计算误差分析与修正。最后,对采用有限数量声路速度信息计算得到的流量误差进行了积分修正和校准。分析结果表明：该方法可为优化油耗测试数学模型、提高汽车油耗测试精度提供理论依据。     

柴油机喷油嘴三维有限元热分析

提出了确定柴油机喷油嘴传热边界条件的方法,用该方法建立了某柴油机喷油嘴的传热边界条件,并对喷油器工作时喷油嘴的复杂热负荷进行了三维有限元分析,得出了喷油器工作时喷油嘴的温度场、热变形及热应力。     

基于燃烧模拟降低重型柴油机燃油消耗的研究

为降低某重型柴油机燃油消耗,建立了新的缸内燃烧三维数值模拟模型,对原燃烧室和新燃烧室性能进行了模拟分析,并对新燃烧室进行了参数化分析和试验验证。模拟预测显示,新燃烧室与原燃烧室相比,柴油机在低速全负荷工况和标定工况下的指示比油耗分别降低了1.14%和0.48%,氮氧化物(NO_x)和炭烟排放量均有所降低,且在低速全负荷工况下降幅达79.50%。经过对新燃烧室的参数化分析发现,指示比油耗进一步降低,但炭烟排放效果变差。试验结果表明,新燃烧室在2种工况下的有效比油耗分别降低了0.72%和0.61%,在低速全负荷工况下炭烟排放量降低了68.48%。     

基于AMESim的柴油机喷油器的仿真研究

喷油器是柴油机燃油喷射系统的重要组成部件,喷油器性能的好坏直接影响柴油机的整机性能。为了确定不同结构参数对喷油器喷射性能的影响过程,利用AMESim系统仿真软件建立了某柴油机喷油器仿真模型,分析了关键结构参数变化对针阀运动速度、喷油流量和喷油量等的影响规律,研究结果对喷油器的结构设计及改进具有一定的参考价值。     

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。     

变海拔下米勒循环对柴油机及DPF性能的影响

基于某高压共轨柴油机建立了一维热力学仿真模型,对DPF选型进行了优化,并分析了不同海拔下米勒循环对柴油机及DPF性能的影响。结果表明,选择非对称结构以及适当增加载体目数都有利于降低DPF压降,同时可降低DPF对柴油机动力性、经济性及原始排放的影响。进气门早关可以降低柴油机有效燃油消耗率,提高热效率,降低NOx排放,但会导致颗粒物排放增加;同时可降低DPF压降,提高DPF捕集效率,且随海拔升高,进气门早关的时刻越小,作用越明显。在低海拔条件下,进气门晚关策略对柴油机动力性、经济性及排放特性均影响不大;在高海拔条件下,适当增加进气门晚关时刻可以改善柴油机性能。     

车用电控柴油机喷油器匹配仿真分析研究

本文介绍了车用电控柴油机喷油器匹配仿真分析研究过程。研究结果表明:GT-POWER软件可用于车用电控柴油机喷油器匹配仿真分析研究;所建立的仿真模型能准确模拟车用电控柴油机实际运行工况;确定了C型喷油器为本次仿真计算的最优匹配选择。     

基于GT-Power的柴油机仿真及优化

通过试验对柴油机进行优化,需耗费大量的人力、物力及财力,利用内燃机工作过程模拟软件GT-Power建立了柴油机仿真模型,对不同转速的配气相位进行了优化,得出相应转速下最佳配气相位,提出了一种新的改善柴油机性能的设计方案--燃油预热,并进行了模拟计算.计算结果表明：优化后的柴油机动力性得到了较大的提升,所提出的优化方案可以为柴油机改进和设计提供依据.     

正交试验设计方法在柴油机燃烧系统参数仿真优化中的应用

本文尝试在CFD模拟软件FIRE上采用正交试验设计方法,提取柴油机燃烧系统油、气、室的关键参数,即燃烧室口径比、缩口比、缩口半径、喷射锥角、涡流比,安排三水平正交模拟试验。计算结果采用方差分析进行分析,得出柴油机燃烧系统参数对发动机动力性和排放性的影响并找到较优的参数组合。     

Effect of the number of fuel injector holes on characteristics of combustion and emissions in a diesel engine

The diesel combustion process is highly dependent on fuel injection parameters, and understanding fuel spray development is essential for proper control of the process. One of the critical factors for controlling the rate of mixing of fuel and air is the number of injector holes in a diesel engine. This study was intended to explore the behavior of the formation of spray mixtures, combustion, and emissions as a function of the number of injector hole changes; from this work, we propose an optimal number of holes for superior emissions and engine performance in diesel engine applications. The results show that increasing the number of holes significantly influences evaporation, atomization, and combustion. However, when the number of holes exceeds a certain threshold, there is an adverse effect on combustion and emissions due to a lack of the air entrainment required for the achievement of a stoichiometric mixture.     

喷油器的常见故障与保养维修

喷油器是柴油机的关键部件，它易产生的故障有：滴油、针阀咬死、针阀与针阀导向面磨损、喷孔扩大、喷油器雾化不良、用错针阀偶件、针阀体的端面磨损、喷油器与缸盖结合孔漏气窜油等。详细分析了这些故障产生的原因，并提出了排除故障的方法。     

一种新型共轨喷油器仿真研究

针对发动机对"先缓后急"喷油规律的需求,研究了一种双控制腔进油量孔的新型共轨喷油器。基于AMESim平台建立了喷油器模型,并应用EFS测试数据进行了模型校准。结果表明:与常规共轨喷油器相比,新型共轨喷油器针阀关闭速度提高了2倍,控制腔进油量孔流通面积减少了50%以上,更容易得到"先缓后急"的靴形喷油规律;减小控制腔容积可以提高喷油响应速度,增加滑阀弹簧预紧力可以提高滑阀恢复速度,以上措施能够提高新型喷油器的多次喷射能力,满足不同发动机性能需求;受滑阀副油道的作用,新型共轨喷油器在单结构参数、单次喷射条件下,喷油一致性受加工误差影响系数降低。     

EQB231—20柴油机燃油喷射系统开发研究(续完)

介绍了EQB231—20柴油机用燃油喷射系统的开发过程及结果,包括系统参数估算、喷油泵、喷油器、高压油管、调速器、输油泵及其他性能件的选型,并进行了喷油过程仿真计算、系统测试与分析及发动机匹配试验研究。