点火位置对汽油转子发动机燃烧过程的影响

以点燃式汽油转子发动机为研究对象,建立了相应的湍流和燃烧模型,实现了发动机工作过程的三维动态模拟,并利用试验结果进行对比验证。在此模型基础上,模拟计算和分析了4种不同点火位置对缸内压力、温度、火焰传播及NO_x生成的影响。结果表明:点火位置选择在燃烧室中轴线上,与转子凹坑中心位置重合,能优化燃烧,获取较大的功率;在燃烧室后部点火时,燃烧初期火焰传播速度快,压力升高率大,但是受限于燃烧室后部燃料少,压力峰值不高,且NO_x的生成量偏高;在燃烧室前部点火时,在补燃期阶段燃烧速度最快,但是点燃后压力升高阶段的燃烧效率一般;点火位置位于燃烧中轴线两侧错位排布时,燃烧效率低下导致压力峰值最低,同时NO_x的生成量稍高;一定工况下,双点火位置的坐标分别为(10 mm,-56 mm,-37.2 mm)和(-10 mm,-56 mm,-37.2mm)时,该发动机能获得最大的功率且NO_x生成量较少。     

燃烧室形状对快速混合燃烧过程的影响

介绍了采用不同燃烧室形状的快速混合燃烧过程对发动机性能的影响 ,通过测试分析改进燃烧室与供油参数的匹配 ,从而提高性能指标 ,初步达到用户要求。     

燃烧室形状对天然气发动机燃烧影响的研究

采用试验及三维数值模拟的方法,研究了圆柱、缩口和敞口等燃烧室形状对CA6SE1—21N天然气发动机燃烧性能的影响规律。验证结果表明:天然气发动机混合气形成及燃烧过程的数值模拟结果和试验结果吻合较好,所选模型适合对天然气发动机进行模拟分析。试验和模拟结果均表明燃烧室形状对火焰传播速度影响较大。在3种燃烧室形状中,缩口燃烧室所对应发动机的燃烧及排放性能最好,圆柱形燃烧室次之,而敞口形燃烧室最差。缩口燃烧室的缩口设计使得该处形成较强的挤流,湍流动能增加且维持期较长,火焰传播速度明显提高,改善了发动机的燃烧及排放性能。     

燃烧室形状对双燃料发动机性能影响的模拟分析

利用STAR‐CD软件模拟研究了3种燃烧室形状对柴油‐天然气双燃料发动机性能的影响,3种燃烧室分别为ω形燃烧室、八边哑铃形燃烧室和圆柱形燃烧室。研究发现,八边哑铃形燃烧室因为减小了喉口直径,增加了挤流强度,使得气缸内的湍动能增强,火焰传播速度加快,燃料利用率提高,同时,在燃烧室的底部设计凸台,能引导燃烧室内的气流运动,并引导柴油向燃烧室的底部扩散,促进着火点的广泛分布。因此,八边哑铃形燃烧室的缸内平均压力、平均温度和指示热效率最高,天然气剩余比例最小。     

燃烧室形状对直喷式柴油机燃烧过程影响的仿真研究

利用CFD模拟软件Fire模拟研究了柴油机不同径深比的缩口形燃烧室对缸内混合气形成、燃烧过程和排放物形成的影响。研究结果表明:三维仿真模拟缸内压力和放热率曲线与试验值基本一致;SF5型燃烧室喷雾贯穿距长,喷雾碰壁早,燃油蒸气反弹使得喷雾分布不均匀,局部出现缺氧,炭烟排放较高;SF5型燃烧室缸内混合气混合良好,燃烧完全,缸内温度较高,NOx生成量大,可以采取推迟喷油的方式降低缸内燃烧温度,从而降低NOx排放。     

汽油发动机燃烧循环变动的试验研究

通过在一台单缸汽油机上的试验研究，找出了燃烧特性参数与压力有关的参数有关系，分析了燃烧循环变动的一些规律，结果表明，最大爆发压力Ｐｍａｘ的循环变动受火焰发展期和燃烧持续期的影响，其中，火焰发展期的影响大，燃烧循环变动主要发生在火焰发展期中。     

摩托车发动机的汽油燃烧

摩托车发动机是以汽油作燃料的动力机。汽油的主要成分是碳和氢,氧化剂是空气。碳和氢的含量在汽油中约占96%~99.5%,其余为氧,氮和硫。空气是由氧和氮以及其它惰性气体组成。按质量计算,空气中氮气以及其它惰性气体占76.8%,氧占23.2%。按体积计算,氧占21%,氮气以及其它气体占79%。汽油的燃烧就是碳和氢与空气中的氧进行化学反应的过程。1kg汽油燃料完全燃烧所需要的空气量称为理论空气需要量,它是通过燃料燃烧的化学反应求得。汽油中的碳和氢,     

最佳性能点燃式发动机的燃烧室设计

在点燃式发动机中,三个不同的因素控制了整个燃烧过程:燃烧室的几何形状和火花塞的位置、可燃气体的等速运动和它的紊流特性以及汽油—空气可燃混合气的化学成分。本文研究这些因素的相互影响是为最佳燃烧室设计提供一个理论性的依据。其设计目的是以高的容积效率和最少传给缸壁热量来获得快速的、稳定的以及可重复燃烧且连续进行的循环。     

燃烧室缩口尺寸对柴油机燃烧过程的影响

基于某大功率农用柴油机,对燃烧室不同缩口尺寸下柴油机缸内燃烧和排放规律进行了仿真计算,结果发现:减小缩口尺寸可以增大缸内湍动能,有利于缸内燃气混合,促进缸内流动;减小缩口尺寸,缸内压力减小,但缸内最大压力变化不大;缸内温度则随缩口尺寸的不同而略有变化,在燃烧室结构中设置缩口可以在一定程度上改善燃烧过程,但缩口尺寸并非越大越好;对于不同缩口的燃烧室,发火时刻缸内速度场基本相同,上止点处速度场随着缩口直径的减小略有增强,当燃烧进入到缓燃期,对于缩口直径较小的燃烧室,燃烧速率迅速下降;随着缩口直径的减小,缸内NO_x最大生成量先增大后减小,而炭烟最大生成量先减小后增大;排气门打开时刻,NO_x排放先增大后减小,炭烟排放则呈锯齿形上升;热效率随缩口直径的减小先增大后减小。     

采用双球挤流燃烧室的汽油机缸内燃烧特性的测试

在150FMI汽油机挤流环面半球形燃烧室结构基础上,开发了双球挤流燃烧室.燃烧测试表明:双球挤流燃烧室能获得更高的平均有效压力,抑制爆燃效果明显;但燃烧放热率较低,循环变动有所增加.将双球挤流燃烧室与半球形燃烧室、挤流环面半球形燃烧室、蝶形挤流燃烧室的燃烧放热规律进行综合比较,发现双球挤流和蝶形挤流燃烧室的着火落后期明显长于半球形和挤流环面半球形燃烧室,带挤流环面半球形燃烧室的速燃期明显短于双球挤流和蝶形挤流燃烧室;强烈压缩挤流有延缓缸内燃烧过程的趋势.适当增大点火提前角,可使双球挤流燃烧室速燃期放热明显加快,平均有效压力提高,循环变动率降低,并保持抑制爆燃的良好特性.     

富氧燃烧发动机缸内过程试验研究

提出汽油发动机富氧燃烧技术,在单缸化油器式汽油机上进行富氧燃烧试验。利用燃烧分析仪对相同负荷状态下不同氧气浓度富氧燃烧时发动机的燃烧特性进行分析。当进入气缸助燃的空气中氧气浓度增加到24%时,气缸的最大压力升高15%,最大压力发生时刻提前,燃油放热增加,开始放热时刻提前,燃烧过程的循环变动量降低,燃烧稳定性提高。同时利用尾气分析仪对怠速状态下不同氧气浓度富氧燃烧发动机的尾气进行监测,检查发动机排放的变化。试验结果表明,富氧燃烧发动机尾气中HC和CO浓度大大降低,NOX浓度升高。     

换气与压缩过程对汽油机燃烧特性的影响研究

针对增压气道喷射汽油机进行了发动机换气与压缩过程对燃烧特性的影响研究,对比了两种状态下的气门升程与配气正时,基于发动机试验台架测试数据,重点分析了发动机动力性、经济性和燃烧特性。试验数据表明了配气相位的改变对燃烧有较大的影响,可使燃烧效率大幅度提高,爆震倾向减小。同时基于AVL-fire软件进行发动机进气与压缩过程三维CFD分析,分析结果表明:对燃烧特性的影响不能仅靠瞬态滚流比和缸内平均湍动能进行判断,真正影响燃烧的是火花塞附近湍动能的变化,即发动机换气与压缩过程对燃烧特性的影响来自压缩上止点火花塞附近的湍动能。     

用于汽油机燃烧优化的预测模型研究

试验中发现在工况和调整参数不变情况下,各个循环间的平均指示压力存在很大差异。利用Simulink分析了汽油机不同试验点2000个工作循环中平均最大指示压力对应瞬时放热过程。在其他参数都相同的条件下,点火提前角增大,瞬时放热开始点提前,且放热过程对称。在此基础上又利用Simulink建立了瞬时放热公式,并对气缸内压力进行预测建模,预测出的气缸压力与试验值吻合良好。