缸内直喷汽油机的喷雾模拟

在定容弹内测量了某直列4缸均质缸内直喷汽油机不同时刻的喷雾油束形状和喷油器附近位置的喷雾液滴直径及速度分布,并在CFD模型中进行了喷雾的标定.分析了原机缸内喷雾、混合情况.研究了喷雾锥角、喷孔布置对缸内混合气均匀性的影响,论述了在低转速、部分负荷时加进气翻板的作用.结果表明,调整喷雾锥角、喷孔布置方式可以改善直喷汽油机缸内空燃比分布的均匀性;采用进气翻板可以提高发动机低转速部分负荷时缸内的滚流比及紊流强度,从而改善缸内混合气质量及加快缸内燃烧速度.     

氢内燃机在不同点火提前角下的燃烧特性分析

在汽油机上燃用纯氢进行电喷匹配,从燃烧的角度出发分析了点火时刻对发动机燃烧特性的影响.分析表明,在一定的喷氢时刻和喷氢持续期的条件下,点火时刻对发动机性能、燃烧性能有较大影响.缸内最高燃烧压力等燃烧参数随点火提前角的提前而增加.在匹配时,应该使其每一工况工作在最佳点火时刻.     

缸内直喷汽油机的喷雾模拟

(接续第1期第13页) 4.2 喷雾锥角、喷孔布置对缸内混合气的影响 本文中喷雾锥角的定义是指两束对称油束中心线之间的夹角,某束油的锥角叫做一油束的喷雾锥角.     

点火时刻对缸内直喷汽油机燃烧过程影响的研究

利用计算流体力学(CFD)仿真技术,建立了某分层稀薄燃烧缸内直喷汽油机(GDI)的计算模型.研究了点火时刻对该GDI发动机缸内燃烧过程影响的变化规律.结果表明,随着点火推迟,缸内最高燃烧压力降低,缸内温度先升高后降低,CO的排放逐渐降低;而随着点火时刻提前,最大放热率峰值先增加后减小.     

缸内直喷CNG发动机点火提前特性分析

将4气门4缸车用汽油机改装为缸内直喷CNG发动机,在发动机台架试验及燃烧过程试验基础上,对发动机的充气效率、点火提前角进行了基础标定,并分析了发动机的点火提前特性.研究表明:发动机采用缸内直喷,输出扭矩对点火提前角变化敏感;随着点火提前角增大,发动机最高燃烧压力升高,出现最大燃烧压力所对应的曲轴转角逐渐靠近上止点,发动...     

对置活塞二冲程汽油机喷油和点火定时影响分析

对对置活塞二冲程缸内直喷汽油机缸内流动、混合气形成和燃烧过程进行数值模拟,以研究喷油定时和点火定时对混合气的形成、燃烧过程和整机性能的影响。结果表明:随着喷油提前角的增大,火焰发展期缩短,快速燃烧期先减小后增大,而在喷油提前角为100°CA时达到最小值;随着点火提前角的增大,火焰发展期延长,快速燃烧期先减小后增大且在点火提前角为20°CA时达到最小值。因此,喷油提前角100°CA、点火提前角20°CA为最佳匹配。此时,可实现点火时刻的均匀混合;同时具有较短的火焰发展期和快速燃烧期,所对应的缸内平均指示压力较高,指示燃油消耗率较低。     

点火时刻对甲醇发动机燃烧及非法规排放的影响

针对甲醇发动机低温冷起动困难,在1台由1130单缸柴油机改造而成的直喷火花点火甲醇发动机上,利用CFD模拟软件AVL-Fire耦合甲醇氧化反应机理,通过电热塞将进气温度加热到283K,研究了点火时刻对甲醇发动机低温(266K)冷起动燃烧及非法规排放的影响。结果表明:提前点火时刻能够使缸内混合气得到较充分燃烧,减少未燃甲醇排放,当点火时刻由8°BTDC提前到11°BTDC时未燃甲醇排放显著减少;提前点火时刻能够降低甲醛排放,当点火时刻提前到17°BTDC、缸内最高燃烧温度超过1 300K时,甲醛快速氧化,甲醛排放显著减少。     

油嘴喷雾锥角对高性能柴油机排放和性能的影响

油嘴油线喷雾锥角和燃烧室的匹配,对发动机性能和排放具有至关重要的影响。本试验使用上汽商用车自主研发的高性能2.0L柴油机,变化油嘴垫片模拟不同的油线喷雾锥角,结合外特性性能试验和排放试验,确定最优的垫片,即最优的油线喷雾锥角。外特性台架试验选取3个外特性工况点,最大扭矩范围内的最小和最大发动机转速点,以及发动机额定功率点。根据整车车重和速比等参数,使用软件模拟出WLTC的1800个工况点,从1800个点中选取典型的5个排放工况点进行排放试验。     

ROTAX912冷起动喷雾CFD模拟与分析

随着缸内直喷技术的发展,CFD分析软件在缸内直喷发动机模拟分析中得到了充分利用。直喷发动机缸内混合气形成过程的三维CFD分析对直喷燃烧室设计和喷油策略起到了重要作用。其中,喷油时刻和喷射位置对混合气分布的影响较大。经过对某四冲程活塞发动机的喷雾模拟,得到了较合适的喷油时刻和喷油位置。另外,模拟结果显示多次喷射比单次喷射有更好的混合气分布。     

利用高速摄影研究二甲基醚的喷雾特性

本文利用高速摄影技术在定容压力室中，通过6孔电磁喷射器，研究了二甲基醚（DME）的喷雾特性。结果表明，二甲基醚的喷雾射程随着定容压力室内气体压力的增加而减少；喷雾锥角则随和的升高而增大，在相同的条件下，二甲基 喷射锥角大于 喷射锥角；喷雾射程则低于柴油的喷雾射程。Hiroyasu喷雾射程的计算模型，通过适当的系数修正可以用于DME喷雾射程预测，由于DME喷雾射程和着火延迟期都比柴油短，在屐机缸内着火时刻，柴油的喷雾射程约为DME的2倍，从高速摄影的喷雾影像中可以清楚的看到，DME的蒸发速度明显比柴油快。     

两段喷射直喷式汽油机(TSGDI)点火特性的试验研究与模拟计算

用试验和数值模拟两种方法研究了点火时刻对两段喷射直喷式汽油机(TSGD I)性能的影响。研究结果表明,对于不同转速和负荷存在着最佳点火提前角,最佳点火提前角随着发动机转速和负荷的升高而减小,过量空气系数对最佳点火提前角的影响较小;模拟计算表明在最佳点火提前角时,火花塞周围形成了燃空当量比为1.0~1.2的较浓混合气区域。     

Effects of intake flow on the spray structure of a multi-hole injector in a DISI engine

The spray characteristics of a 6-hole injector were examined in a single cylinder optical direct injection spark ignition engine. The effects of injection timing, in-cylinder charge motion, fuel injection pressure, and coolant temperature were investigated using the 2-dimensional Mie scattering technique. It was confirmed that the in-cylinder charge motion played a major role in the fuel spray distribution during the induction stroke while injection timing had to be carefully considered at high injection pressures during the compression stroke to prevent spray impingement on the piston.     

转子发动机喷雾特性试验研究

利用定容弹、纹影仪以及高速相机等装置,就柴油转子发动机工况下的喷雾过程进行了试验研究,重点分析了喷雾环境背压和喷射压力对喷雾特性的影响。结果表明:在转子发动机喷雾过程中,喷雾扩散速度先快速增大后逐渐减小;喷雾锥角在初次雾化阶段内急剧减小,然后在二次雾化作用下保持相对稳定。喷雾环境背压的增大,有效减小了喷雾贯穿距离,增大了喷雾锥角,说明喷雾环境背压的增大对喷雾贯穿距离和锥角都有显著的影响,从而为转子发动机喷油正时的优化提供了试验数据支持;随着喷射压力提高,喷雾贯穿距离和喷雾锥角都增大,并且增大喷射压力加强了燃油的初次雾化和二次雾化,有利于提高转子发动机喷雾质量,为优化柴油转子发动机油气混合状态创造了条件。     

高温高压条件下柴油的雾化蒸发特性

利用高速摄影和纹影法,在可变温度和压力的定容燃烧弹中,模拟发动机的实际运转工况,进行了不同喷油压力和背景压力条件下柴油的雾化蒸发特性试验研究,得出一系列热态喷雾图像。研究表明：喷油压力越高,雾注总的贯穿距离、锥角和投影面积越大,但液核的最大贯穿距离、锥角和投影面积变化不大,显著蒸发时刻不断提前,气相部分投影面积增大,混合均匀性改善;随着背景压力的升高,气、液相贯穿距离均下降,雾注总的喷雾锥角增大,雾注面积、液核面积减小。     

改善重型车用增压中冷电控直喷式柴油机排放的研究

介绍了一种重型车用涡轮增压中冷，电控直喷，可变进气涡流的柴油机，给出其部分性能试验结果，分析研究了燃烧室尺寸和喷油系数参数（喷孔直径，喷油压力，喷孔锥角及喷油定时）对柴油机主要排气污染物ＮＯｘ和碳烟的影响。     

Combined effect of boost pressure and injection timing on the performance and combustion of CNG in a DI spark ignition engine

There is an increasing interest in supercharging spark ignition engines operating on CNG (compressed natural gas) mainly due to its superior knock resisting properties. However, there is a penalty in volumetric efficiency when directly injecting the gaseous fuel at early and partial injection timings. The present work reports the combined effects of a small boost pressure and injection timing on performance and combustion of CNG fueled DI (direct injection) engine. The experimental tests were carried out on a 4-stroke DI spark ignition engine with a compression ratio of 14. Early injection timing, when inlet valves are still open (at 300°BTDC), and partial injection timing, in which part of the injection occurs after the inlet valves are closed (at 180°BTDC), were varied at each operating speed with variation of the boost pressure from 2.5 to 10 kPa. A narrow angle injector (NAI) was used to increase the mixing rate at engine speeds between 2000 and 5000 rpm. Similar experiments were conducted on a naturally aspirated engine and the results were then compared with that of the boosting system to examine the combined effects of boost pressure and injection timing. It was observed that boost pressure above 7.5 kPa resulted in an improvement of performance and combustion of CNG DI engine at all operating speeds. This was manifested in the faster heat release rates and mass fraction burned that in turn improved combustion efficiency of the boosting system. An increased in cylinder pressure and temperature was also observed with boost pressure compared to naturally aspirated engine. Moreover, the combustion duration was reduced due to concentration of the heat release near to the top dead center as the result of the boost pressure. Supercharging was also found to reduce the penalty of volumetric efficiency at both the simulated port and partial injection timings.     

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。     

柴油机静态喷雾特性的实验研究

利用高速摄像装置和高压容器，拍摄了柴油机喷雾的逆光图像；研究了喷雾周围介质密度和种类对喷雾贯穿距离、喷雾锥角以及蒸发等喷雾特性的影响。     

基于2阶段喷射的缸内直喷汽油机HCCI燃烧的研究

在缸内直喷汽油机（GDI）上采用2阶段燃油喷射技术来控制缸内混合气形成和燃烧，在GDI发动机上实现了均质混合气压燃（HCCI）燃烧方式，研究了缸内2阶段汽油喷射对HCCI燃烧特性的影响。结果表明，压缩行程中的第2次喷油时间可以有效地控制燃烧始点，二次喷油持续期可以控制燃烧速率、燃烧相位和拓宽发动机负荷。     

直喷汽油机中乙醇汽油宏观喷雾特性的试验研究

采用高速摄像技术在定容弹内对直喷汽油机多孔喷油器的喷雾特性进行了试验研究,以揭示喷油压力、环境压力对乙醇-汽油不同掺混比燃料的喷雾锥角、前锋面速度和喷雾投影面积的影响。结果表明,随着喷油压力的增大,喷雾锥角、前锋面速度和喷雾投影面积均增大;随着环境压力的增大,喷雾锥角增大,前锋面速度和喷雾投影面积减小。