甲醇裂解气发动机燃烧过程研究

以一台点火式电控发动机为研究对象,利用气相色谱仪对裂解气的成分进行了在线检测,裂解气中除含有H_2和CO外,还含有一定量的CH_3OH蒸汽,三者的含量分别为:23.3%～46%,11.6%～23%和31%～65%;对不同转速和负荷下的气缸压力进行了测量,并计算了其压力升高率和放热率,结果表明:裂解气发动机的最高燃烧压力和压力升高率及最大放热率与裂解率有关。对于裂解率低的工况,由于裂解气的放热较汽油慢,最高燃烧压力和压力升高率及最大放热率也较汽油低;而对于裂解率高的工况,由于裂解气中含氢量的增加,使裂解气的放热较汽油快,裂解气的最高燃烧压力和压力升高率均高于汽油。     

发动机采用柴油／甲醇组合燃烧的性能研究

分别在增压和自然吸气式高速直喷柴油机上采用柴油/甲醇组合燃烧方式进行研究.试验结果表明,采用组合燃烧后发动机和纯柴油燃烧发动机相比,尾气中NOx和碳烟排放显著减少,消耗燃料的比能耗降低,组合燃烧用燃料的使用经济性优予原机;仅未燃碳氢和一氧化碳较原机有所增加,但是由于排气温度高于催化转换器起燃温度,可以通过催化转换器将其转化.     

甲醇柴油比对二元燃料燃烧与排放特性的影响

在六缸电控单体泵增压中冷重型柴油机进气管上面布置电控甲醇喷嘴,采用柴油引燃甲醇均质混合气的二元燃料燃烧模式,开展了高甲醇柴油比的二元燃料燃烧特性与排放特性试验研究。研究结果表明;随着醇柴比的增加,二元燃料的滞燃期增加,放热率峰值、最大缸内压力和压力升高率峰值都变大;未燃HC和CO排放上升,NO_x排放则先下降后上升;烟度与颗粒物浓度排放都下降,低负荷下醇柴比为4.0时效果尤其显著;大负荷时二元燃料燃烧时热效率明显提高。     

火花点燃式发动机内燃烧不稳定性研究

为了发展高效、清洁的汽车发动机,需要进一步增大缸内压缩比。而压缩比的提高,使得敲缸现象无法规避。对于火花点火发动机,敲缸机理解释普遍接受的观点是末端混气自燃,但这种自燃如何能产生敲缸的机理尚不十分明确。为此,本研究以形成敲缸现象的最基本要素,即中心火花引燃的火焰面、末端壁面高压高温自燃区、两侧可反射压力波的壁面为物理模型,并基于详细化学反应机理和一维可压缩反应流模型,分别在热壁提前点火和末端混合气自燃模式下模拟得到氧燃料火花点燃式发动机的敲缸现象。本文分析了两种不同模式产生初始压力波的不同物理机制,并发现导致初始压力波被放大继而产生强敲缸现象的压力波和火焰的耦合作用机理。这样的耦合作用,使得火焰传播由扩散控制,转变为在敲缸发生时由扩散和压力波共同控制。     

四气门发动机可变涡流稀薄燃烧特性研究

本文研究了可变涡流对四气门发动机稀薄燃烧特性的影响情况。在稀薄燃烧情况下,发动机负荷大小对CO和HC排放的影响不大,对NOx排放的影响主要表现在对13～17空燃比范围内NOx排放的影响,负荷越大,NOx排放越大;对空燃比小于13或大于17以后的NOx排放影响较小。阀片位置对发动机排放特性的影响较小,对发动机的燃油经济性存在一定影响,这是因为不同阀片位置的进气涡流比不同所致,同时也表明较强的涡流运动对燃油经济性更有利。涡流运动在不同转速条件下对发动机燃油经济性的影响情况不同,它更有利于改善低速条件下的燃油经济性。     

摩擦对微型摆式发动机工作性能的影响模拟

本文简单介绍了微型摆式发动机的结构和运行原理,并建立了描述其循环运行的零维模型,在此基础上,比较了理想循环与摩擦力影响较大的循环特征差异,分析了运行中摩擦力对循环运行的影响规律,相关的分析和结论可为此类发动机的优化设计提供参考．     

柴油甲醇双燃料燃烧运行边界研究

本文在一台电控单体泵柴油机上开展了柴油甲醇双燃料燃烧运行边界的研究。结果表明在以替代率和负荷率为横纵轴的坐标系中柴油甲醇双燃料燃烧运行区域类似横置的等腰梯形,并存在三种状况的运行边界,分别是爆震、部分燃烧和失火。横置梯形的中上部是高效区,下部为低效区。梯形上腰是爆震线,下腰是燃料经济性不良的部分燃烧线,上底是失火和爆震交替发生的失火线。柴油甲醇双燃料燃烧运行区域的确定,对双燃料燃烧特性的理解和整车标定有重要帮助。     

柴油机进气道喷射甲醇的排放与经济性研究

在一台增压中冷的电控单体泵柴油机上采用柴油/甲醇组合燃烧（DMCC）方式进行排放特性与经济性试验研究。结果表明:采用DMCC方式能够大量减少NO_x排放,同时CO₂排放也有所降低。可以通过在排气管上加装氧化催化转换器（DOC）很好地清除掉DMCC方式增加的HC和CO排放,其催化效率在90%以上,比原机排放低很多,DMCC方式的甲醛排放比原机高,DOC对其催化率达98%,接近超低排放。DMCC模式外特性的热效率提高了7.607%,且存在一个最佳燃料匹配区间。     

柴油/甲醇组合燃烧特性及道路试验研究

在一台单缸增压中冷试验发动机上,研究了高转速下柴油/甲醇组合燃烧(DMCC)模式的缸内燃烧特性,结果表明DMCC模式具有预混燃烧比例成倍增加,燃烧持续时间大大缩短的特点;另外,DMCC模式的放热中心时刻提前,排气温度降低,热效率相比纯柴油模式得到大比例提高。在一辆重型卡车上进行了DMCC模式的道路试验,发现DMCC模式甲醇对柴油的替代率达到了28.28%,替换比仅为1.36,百公里平均燃料效率提高了11.15%。     

柴油燃料HCCI燃烧影响因素的试验研究

本文采用在进气上止点附近进行柴油喷射,利用缸内高温残余废气促进燃油蒸发形成均质混合气,实现了柴油燃料的均质压燃(HCCI)。试验结果表明柴油燃料HCCI燃烧的放热规律呈现低温和高温放热两个阶段,并且NOx排放可以降低95%-98%。本文主要研究了影响HCCI燃烧的因素,指出负荷增大、进气温度增加和负气门重叠期的增加使HCCI着火提前,而外部EGR率的增大可以推迟着火。因此对于低温自燃性好的燃料,冷EGR是控制其HCCI着火燃烧过程的有效措施。     

生物添加剂对汽油机燃油经济性及废气排放影响的研究

将一种棕榈油提取物作为添加剂,加入汽油中以研究其对汽油机燃油经济性和排放品质的影响。针对市场上正使用的辛烷值为93#的高清洁汽油和乙醇汽油,通过发动机台架试验对加剂前后的汽油机性能指标进行了对比和分析．结果表明:加入此种添加剂后对各种汽油的燃油经济性有大幅改善作用,对乙醇汽油的效果尤甚。加剂后可以使乙醇汽油的燃油经济性与普通汽油完全一样。对于93#高清洁汽油,除了未燃碳氢(HC)略有上升外,其他排放物如氮氧化物 (Nox)、一氧化碳等有所减少, CO2排放有明显的改善。对于乙醇汽油,则HC和CO2略有上升。     

负载对热声发动机性能的影响

热声发动机作为一种完全没有运动部件的能量转化和传输机械具有广阔的应用前景.为了提高热声发动机的驱动性能,本文采用变负载法对热声发动机性能的影响因素进行了实验研究.实验结果表明,负载的阻力和容抗对热声发动机的加热温度、压比和声功引出有重要影响.同时,实验中还发现了能够使热声发动机瞬时消振和起振的实验方法,将极大方便对热声发动机的开关控制.     

6106柴油机性能研究及优化

本文利用内燃机工作过程数值模拟软件GT-Power,对6106柴油机工作过程进行了数值模拟计算.通过计算,分析了供油提前角、配气相位等参数对柴油机性能的影响,并将计算结果与实验值进行了比较,验证了计算的准确性.优化后的结果为柴油机的优化设计提供理论依据.     

引射器入口形状对PDE的性能影响实验

对具有两种不同进气口形状的脉冲爆震发动机(PDE)引射器增推性能进行了实验研究.实验采用汽油为燃料,空气为氧化剂.文章设计了六组具有不同直径,不同引射器入口形状的圆柱型引射器.实验采用力传感器法对具有圆形和收敛形入口形状的引射器的增推性能进行了实验研究.结果发现脉冲爆震发动机加引射器后的增推性能均有明显的改善.在引射器长径比一定的情况下,采用收敛型进气口的引射器普遍比采用圆形进气口结构的引射器增推效果明显.当引射器位于主爆震管的上游时,直径比为2.5引射器相对其它引射器具有更高的推力增益,最大可达80.5%.     

四气门汽油机缸内滚流运动对燃烧过程影响的研究

1引言近年来，四气门汽油机由于性能优越，已成为车用发动机的发展方向，而我国在这方面的研究和开发还没有开展。对其缸内空气运动的研究发现[1-4]：当两个进气门都打开时，缸内空气运动主要是绕与气缸轴线垂直方向旋转的滚流运动（Tumblemotion），与传统二气门发动机缸内形成的绕气缸轴线旋转的涡流运动（Swirlmotion）不同；它在压缩末期很容易破碎，大大增加了湍流强度，促进燃烧过程明显改善。但在低速时，由于进气速度下降，燃油在进气道蒸发和雾化变差，使燃烧过程恶化，发动机扭矩下降。为此，一些汽车公司采用在低速时将一个进气…     

叶型偏差对整机环境中涡轮性能的影响

叶型加工和装配的误差可能会对涡轮部件乃至发动机整机的性能产生显著的影响。本文针对某整机环境中的涡轮部件,采用数值模拟结合实验的方法,研究了涡轮叶型偏差对其气动性能的影响。结果表明:在整机环境中,叶型偏差首先导致涡轮部件气动性能的微小变化,而整台发动机的工作点随之改变,导致涡轮部件的来流条件、各级涡轮的转速和速度三角形以及其内部的流动细节均会发生明显的变化,最终叶型偏差对涡轮部件气动性能的影响被显著放大。     

四气门汽油机分层EGR的试验研究

针对可以产生较强滚流运动的1.6 L四气门产品汽油机,设计了一套独特的分层废气再循环(EGR)装置。通过废气导入管将废气引到进气阀处,利用缸内气体滚流运动,实现废气与新鲜可燃混合气分层。在发动机台架上通过试验详细地研究该分层EGR装置对汽油机性能和燃烧的影响。试验结果表明,采用该装置后,相比于传统的EGR方式,EGR 率有所增加,在大量降低NOx排放同时,经济性有所改善, CO和HC排放有所降低,燃烧效率提高,但点火时刻应适当提前。