柴油机均质混合气制备过程的数值模拟

针对复合式进排气系统燃油喷射混合新技术,对均质压燃(HCCI)柴油机的均质混合气制备过程进行了数值分析。建立了研究对象的物理模型和空气—燃油雾化混合的数学模型,对HCCI柴油机混合气形成过程特点与相关参数进行了详细的数值计算,并对复合式进排气系统内柴油喷雾蒸发和混合气形成过程以及影响因素进行了分析。数值研究表明,提出的复合进排气系统燃油喷射混合气制备技术能有效形成较均匀的预混合气,对进一步开发HCCI柴油机具有指导意义。     

甲醇与汽油混合气形成的可视化试验与数值模拟

为了研究甲醇的喷雾碰壁及混合气形成特性,搭建了定容燃烧弹装置,对甲醇和汽油的喷雾特性进行了可视化研究,同时采集压力以分析喷雾碰壁飞溅后的蒸发及油膜蒸发特性,并对数值模拟中的喷雾模型进行了标定,在此基础上利用CFD软件在某一进气道喷射发动机燃烧系统模型上分别对甲醇和汽油混合气形成过程的喷雾碰壁,液滴、油膜的发展及混合气浓度分布进行了模拟分析和对比,为发动机燃用甲醇的性能变化及所需调整提供了理论依据。     

均质缸内直喷汽油机混合气形成过程的数值分析

针对某缸内直喷汽油机进行了喷油器喷嘴内部流场的多相流仿真分析,并将其结果作为初始条件输入到喷射模型中.将校定后喷射模型集成到缸内混合气动态分析模型,进而对发动机的缸内燃油与空气混合过程进行了欧拉--拉格朗日仿真分析.通过比较两款不同喷束的喷油器发现:缸内混合气的均匀度对于喷束布置较为敏感,比较宽广的喷束布置方案易于得到更加均匀的混合气.     

TJ376Q二气门汽油机准均质稀混合气燃烧实验研究

本文对夏利TJ376Q汽油机进气系统进行了改造，大大提高了涡流和滚流比，强化空气运动的结果有利于组织燃料在缸内的浓度分布，从而为在二气门汽油机上实现稀燃烧打下基础；原发动机油器式供油系统被改为电控气道内燃油喷射系统。在此基础上，采用了两次燃油喷射技术。通过对这两次喷油时刻、喷油量的分别调节，在缸内形成精细分层的混合气即所谓准均质混合气，从而优化了油耗和排放指标，成功地在产品二气门汽油机上实现了稀薄燃烧。     

柴油机进气流动的数值模拟

利用CFD软件对载重车用4气门6缸直喷水冷柴油机进气系统进行三维气体流动数值模拟计算,模拟结果给出了气道及气缸内三维流场的分布。从流场切面图可看出,切向气道和螺旋气道的气流之间存在着相互作用,这种作用有利于形成较大的进气湍流;在进气结束时,发现除了涡流以外还存在纵向的涡,在随后的压缩行程中,这些涡在高速转动的同时能量不断耗散,并将能量传递给周围流场,诱导出一个反方向的纵涡;最后给出了TKE(湍流动能)随曲轴转角的变化图。     

直喷式柴油机燃烧过程数值模拟研究

本文通过对直喷式柴油机燃烧过程的研究，提出了基于不同尺寸的单油滴蒸发、热力学和排放等子模型建立的直喷式柴油机燃烧过程的双区计算模型。文中给出的计算值与实验值的比较，证明了该模型的可行性和实用性。     

柴油机HCCI燃烧的均质混合气制备

介绍了均质充量压缩着火燃烧的概念、优缺点及其良好的发展前途与当前面临的困难。分析了HCCI混合气制备的重要性，总结了柴油机HCCI混合气制备的典型方法和成功经验，并分析了混合气制备对HCCI燃烧排放、着火相位的控制以及功率输出的影响，探讨并展望了HCCI混合气制备的可能发展方向。     

柴油机缸内冷却液流动的数值模拟

利用三维CAD软件Pro/E对6缸柴油机冷却水套建立模型,然后对其进行网格划分,用CFD商用软件Fluent进行模拟计算,得到整机冷却水套内冷却液速度分布、压力损失以及各缸流量分布等信息,计算结果用于指导冷却水套结构的优化设计。     

车用高速柴油机增压匹配的数值模拟

对车用高速柴油机增压匹配的数值模拟进行了研究 ,着重解决了废气旁通阀的计算模型、带无叶蜗壳的径流式涡轮特性估算以及管分支处损失的处理等问题。模拟计算结果与实机测试值相当吻合     

柴油机喷雾混合过程数值模拟的发展与现状

介绍了喷雾模型的类型、发展历史和最新进展,详述了多维工作过程模型中喷雾模型、数值计算方法,介绍了较具有代表性的KIVA系列程序中的喷雾模型,并对这一领域发展中存在的问题和未来的方向进行了探讨。     

涡轮增压柴油机可变谐振进气系统的计算研究

为节省涡轮增压可变谐振进气系统设计的时间和费用，本文研究了该系统模拟计算方法，其中进排气采用一维非定常流动模型，控制阀采用节流孔板模型，计算与试验结果的对比表明模拟计算方法是可行的。通过模拟计算分析了控制阀泄漏和开度对充量系数的影响。     

碳烟氧化模型的研究及在车用柴油机中的计算应用

提出了一个基于平均反应率的碳烟氧化模型,将其应用于柴油机数值模拟中,并结合试验方法研究了后喷射对碳烟排放的影响。将Hiroyasu碳烟生成模型和文中提出的碳烟氧化模型耦合在CFD源程序中构建多维模型,利用数值解析的手段,根据不同的后喷射方案计算柴油机碳烟的生成和氧化历程,并结合试验数据分析后喷射影响碳烟氧化的各种因素。研究结果表明,采用碳烟氧化模型和试验方法能真实反映柴油机碳烟的生成和氧化历程以及后喷射对碳烟排放的影响规律。     

车用柴油机微粒捕集器流场的数值模拟与分析

研究的柴油机微粒捕集器采用目前应用最为广泛的壁流式蜂窝陶瓷作为过滤体,根据其结构对称性和内部流动数学模型,建立了稳态层流的过滤体内部流动CFD仿真模型,并运用离散格式分离求解器进行求解。仿真计算与试验验证表明模型能准确反映过滤体内部流动特性。     

柴油机碳烟排放的数值模拟及试验研究

考虑碳烟粒子生成速率同时受控于涡团破碎速率和化学反应速率,提出一种输运控制率与碳烟氧化率混合控制模型进行碳烟计算,并用此模型对一台直喷式柴油机燃烧与排放生成过程进行了多维数值模拟。结果表明,计算模拟结果与试验测量结果吻合较好,且使用该模型能够预测柴油机研究样机的碳烟生成与氧化历程。     

车用柴油机的二级增压

阐述了重型车用柴油机及轿车柴油机上采用的二级可变增压系统原理。试验表明，在柴油机上应用二级增压能有效提高升功率、增大低速扭矩、改善加速性、改善低速油耗及排放。指出，二级增压系统存在着较为复杂的系统构成、体积和质量都较大及有关控制难以实现等问题，并探讨了其解决方案。     

对置活塞二冲程缸内直喷汽油机混合气形成的数值研究

针对对置活塞二冲程汽油机缸径小、冲程长的特点,利用三维CFD软件AVL-Fire对缸内喷雾方向进行优化,实现全负荷工况下(6 000r/min)的缸内混合气均匀混合;并且基于优选的喷雾方向,研究部分负荷工况下(2 000r/min)二次喷射策略(不同喷油时刻和喷油比例)对缸内混合气分层分布的影响。结果显示,增大排气侧3束喷雾的中心线与气缸中心面夹角β会导致燃油蒸发率降低,而增大进气侧3束喷雾的中心线与气缸中心面夹角α有利于提高缸内混合气的均匀度;在部分负荷时,当第一次喷油时刻为内止点前140°曲轴转角,第二次喷射时刻为内止点前60°曲轴转角,第二次喷油量为总喷油量的33%时,缸内形成理想的混合气分层分布。     

某柴油机进气歧管EGR率分布

在对某柴油机的数模进行整车搭载时,发现该柴油机进气歧管的EGR阀和EGR管路之间存在间隙小的问题为了解决此问题,对EGR阀座进行了局部调整,共设计了3种方案。为了找出最优方案,文章通过大型CFI）软件AVL-FIRE对进气歧管的EGR率分布进行了数值模拟,对各设计方案进行了分析,通过计算,得到了各方案进气歧管的EGR率以及EGR率的偏差,最后根据评价标准进行评估,结果显示方案2最优,满足设计要求。     

车用电控柴油机瞬态过程控制研究

车用电控柴油机瞬态过程控制是车用柴油机电子控制中的一项重要内容，结合电子控制的灵活恬，本文针对车用柴油机瞬态过程中的起步，加速和完全松开油门的减速等过程提出了相应的油量控制算法，并结合试验验证了这几方面瞬态控制的有效性。     

降低车用柴油机有害排放物的控制技术

根据柴油机燃油供给系统的工作特点以及柴油机的主要有害排放物的生成机理,简述一些国内外车用柴油机的排放控制技术,并提出今后柴油机排放控制技术的重点研究内容。