轻型车用柴油机直喷燃烧系统的研究

本文论述了轻型车用柴油机直燃燃烧系统及工作过程组织的特点，分析了小缸径高速柴油机直喷时遇到的问题，介绍了采用节流轴针式喷油器及双喷油器的小缸径高速柴油机直喷系统的有关研究结果。实验证明，通过工作过程的有效组织。采用这种燃烧系统的柴油机性能可达到与采用传统直喷燃烧系统的柴油机性能基本相当的水平。     

两种直喷燃烧系统燃烧噪声评价参数的对比研究

对采用两种典型在喷燃烧系统的S195D柴油机和E1974油机进行了对比研究，从压力升高率，压力升高加速度以及压力频谱曲线等方面分析比较了不同直喷柴油机的燃烧噪声，并给出了分析比较结果。     

增压直喷柴油机EGR系统设计与试验研究

以增压直喷柴油机为研究对象,设计了一套EGR控制系统以降低NOx排放,具体介绍了EGR系统中的进气节流阀、组合气缸阀、EGR冷却器及电控系统的结构形式,并通过发动机试验测试了EGR系统的实际控制效果。     

直喷柴油机低压缩比双壁面反射燃烧系统快速燃烧的试验研究

本文除在先前对低压缩比直喷柴油机双壁面反射燃烧系统试验研究的基础上,扩展试验内容,以进一步验证该燃烧系统的优势和良好效果之外,着重对该燃烧系统的快速燃烧这一特征进行了试验研究。结果表明:采用该燃烧系统,在全工况范围内降低了气缸爆发压力和NOx排放,改善了低速油耗率和烟度排放,只是在高速区指示热效率降低,油耗率略有增加。通过外特性工况瞬时放热率在中高速区呈单峰趋势和累积放热率5%~70%对应的曲轴转角θ5~θ70范围内与原机有相同的燃烧速率,证实了低几何压缩比的双壁面反射燃烧系统仍具有快速燃烧的特征。     

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%。     

柴油机低排放燃烧系统研究

针对某款匹配株式会社电装第3代180 MPa电控高压共轨喷射系统和采用EGR方案的全新开发的国Ⅳ平台中型柴油机,研究了其3种不同燃烧室形状与喷油器匹配的燃烧规律,结果表明大径深比带翻边结构的2#燃烧室与8×810×150型号喷油器更加适合低排放燃烧系统开发要求。采用STAR-CD计算模拟软件,对油束落点与燃烧室的运动情况进行模拟分析。结果表明,模拟计算结果与试验结果基本一致,从而验证了试验的准确性和模拟计算的可靠性。     

改善射流燃烧性能的研究

介绍了射流燃烧系统的主要结构特点及燃烧机理，针对其使用中存在的问题，适当降低压缩比，设计了“麦氏导槽”的新结构，便射流燃烧形式有了新的变化，从而改善了发动机的性能和可靠性。     

B2柴油机燃烧系统的改进设想和初步实践

本文是10年来研究B_2柴油机燃烧系统的概要总结。文中归纳了80年代前强化工作取得的成绩及不足,回顾了提出改进设想的依据和要点,总结了这些设想初步实践的内容和已取得的突破性进展,并对今后工作提出了进一步设想。     

柴油机掺水燃烧的试验研究

不改变柴油机结构,在1135柴油机上进行了在线燃油乳化、进气道喷水和乳化油的应用性研究。通过台架试验,得出不同负荷下燃烧特性、燃油消耗率、NOx及碳烟排放随掺水比例增加的变化规律。在综合效果较好的比例下,与乳化油、进气道喷水两种掺水燃烧方式进行相同mw／mf的对比试验。试验证明,在线乳化燃油和乳化油燃烧特性基本一致;掺水比例随负荷变化,能够实现小负荷时工作稳定,大负荷时大幅度降低NOx和碳烟排放的目标。     

柴油机燃烧压力波动特性的试验研究

测量了发动机燃烧过程,分析了燃烧过程中出现的压力波动现象。研究表明,随着转速、负荷、供油提前角等参数的变化,柴油机的滞燃期发生了改变,从而影响了滞燃期内产生可燃混合气的量,导致了缸内压力波动。     

柴油机喷雾撞壁的研究

综述了柴油机喷雾撞壁雾化的研究现状和发展 ,对柴油机撞壁雾化的撞壁模型及模拟、喷雾撞壁的特征、壁面温度对撞壁雾化的影响以及液膜的形成和流动等进行了全面的论述 ,介绍了一个燃烧系统设计的新概念 ,并指出了进一步研究的方向     

高强化柴油机双卷流燃烧系统喷油参数匹配试验研究

针对采用双卷流燃烧系统的单缸柴油机进行了强化燃烧试验研究,研究内容包括不同喷雾锥角燃烧特性试验和相同负荷下不同转速的燃烧特性试验。研究发现,柴油机喷雾锥角的合理设计对燃烧特性具有重要影响,提高转速是提高柴油机强化程度的有效途径,但是转速提高会带来排温升高及燃油经济性恶化等问题。通过调节喷油定时可以在提高发动机转速时使排温及燃油经济性的问题在一定程度上得以改善。采用双卷流燃烧系统并配以合适的喷油参数(喷雾锥角、喷油定时)可以达到提高柴油机强化程度的目的。     

某重型车用V8柴油机燃烧系统优化设计

针对某重型车用V8柴油机的燃烧室廓形和喷油器凸出高度进行了设计.优化设计方案由5个燃烧室廓形和5个喷油器凸出高度组成,选择了ESC稳态排放循环中的A100,C100,A25工况以及最大功率工况作为优化设计的工况点,利用AVL-Fire软件在这4个典型工况点上对各设计方案的缸内燃烧过程进行了模拟计算,采用了一个综合目标评价函数来评判不同方案对循环功、NOx和Soot的综合影响,从100个算例的计算结果中筛选出最优的燃烧室廓形和喷油器凸出高度.和原机相比,优化的燃烧系统在高负荷工况可使油耗下降1.4%,Soot排放降低14%~30%.     

基于拟序火焰模型的柴油机燃烧过程数值模拟

在分析经典的涡耗散概念燃烧模型(Eddy Dissipation Concept Model)的基础上,着重介绍了3区拟序火焰模型(3 Zones Extended Coherent Flame Model,ECFM-3Z)机理,并对一台直喷式柴油机的单缸燃烧过程进行了数值模拟。通过模拟计算与试验结果的对比分析发现,计算所得的缸内压力、燃烧放热速率和排放生成物与试验结果吻合良好,表明所应用的燃烧模型更能真实地反映柴油机燃烧过程,并能较准确地预测排放物的生成。     

柴油机燃烧振动波形的自适应提取及故障诊断

柴油机燃烧系统故障的振动信号分析方法之关键是波形提取,只有提取到正确的燃烧振动波形,才能得到可靠的诊断结论,将转速—振动双通道信号同时采集,借助转速脉冲对燃烧振动波形进行准确定位;提出了自适应提取方法自动提取到完整的燃烧振动波形,实现了柴油机燃烧均匀性分析和失火故障的自动诊断。应用该方法对一多缸柴油机进行诊断,确定其有3个缸存在失火故障,为现场应用提供了一种简便、直观且实用的诊断方法。     

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。     

环境对大功率柴油机缸内喷雾、燃烧与传热的影响

采用准维多区数值仿真和环境模拟试验的方法,研究了不同海拔环境对某大功率柴油机缸内喷雾、燃烧和传热的影响。结果表明:在高原环境下,油核破裂滞后期比平原最大延长9.1°曲轴转角,油滴分裂长度增加29%以上,贯穿度明显增加,一次雾化后,SMD直径显著增加;海拔4 500m,瞬时放热率峰值降低18.4%,放热率重心后移近4°,最高燃烧压力降低18.8%,位置滞后0.6°;缸内对流换热和辐射换热都比平原明显增强。研究结果为探明特殊环境下柴油机性能劣化与故障机理提供了理论参考。     

双层分区燃烧系统对高强化柴油机性能的影响

柴油机的燃烧系统是混合气形成质量的关键。为改善某高强化柴油机的燃烧和排放性能,在保证原机压缩比不变的条件下,设计了一种双层双弧脊分区燃烧系统——双层燃烧室匹配双排喷孔,并基于计算流体力学软件Converge进行数值模拟,研究不同上下排喷孔油束夹角对缸内燃烧和排放的影响。研究结果表明:新设计的燃烧系统的燃烧和排放性能均优于原机,上下排喷孔油束夹角会影响燃油在上下层弧脊处的分配,较大的上排喷孔油束夹角有利于对燃烧室顶隙空间的利用和上层弧脊下侧混合气的形成,较小的下排喷孔油束夹角有利于燃烧室底部凹坑附近空气利用率的提高和混合气分布范围的增加。因此,需要对上下排喷孔油束夹角进行合理的选择和匹配,使得发动机的整体燃烧和排放性能达到最优。     

直喷式柴油机燃烧系统三维可视化设计

本文提出一种能够实现三维可视化的燃烧室内燃油分布和喷雾着壁特性计算的方法。该方法可适于任意形状的燃烧室，能反映出喷油压力，喷油嘴结构及安装位置，进气涡流比等参数与燃烧室形状的匹配关系。对采用梅花型缩口燃烧室的ＣＡ６１１０型柴油机，进行了计算分析及实验研究，对本文的方法进行了验证。