回热式多孔介质发动机的多维数值模拟

回热式发动机利用多孔介质回热器在气缸中的往复运动,实现气固之间的热交换,促进均匀混合气的形成,从而实现均质和稳定的燃烧.本文利用改进的KIVA-3V程序对Ferrenberg所提出的回热式发动机模型进行了二维数值模拟.发动机以甲烷为燃料,采用了详细的反应机理.通过数值计算讨论了两个主要的工况参数,孔隙率和燃料喷射量对发动机燃烧温度的影响.计算模拟表明,多孔介质的孔隙率越大,甲烷的喷射量越多,气缸内的高温区域也最大.     

基于缸内直喷的汽油HCCI燃烧特性的研究

实现汽油机的均质混合气压燃(HCCI)的难点是精确地控制着火时刻、燃烧速率以及扩展高负荷运行范围.在缸内直喷汽油机(GDI)上试验研究了分层混合气和辅助火花点火对HCCI燃烧特性的影响,考察了对不同运行工况时的适应性.开展了负阀重叠与缸内多段喷油相结合控制HCCI着火稳定性的研究,考察了不同喷油控制策略对HCCI燃烧的影响,确定了HCCI运行工况范围.     

天然气/柴油双燃料缸内直喷特性研究

为分析高压直喷(HPDI)模式下天然气/柴油双燃料射流特性,在高压定容燃烧弹中利用高速纹影法开展了天然气/柴油双燃料缸内直喷试验,探究了双燃料模式下天然气喷射压力、喷射脉宽及环境压力对天然气射流贯穿距和射流锥角的影响规律。结果表明：随着喷射压力的增大,天然气射流贯穿距增大,射流锥角减小;随着喷射脉宽的增大,天然气射流贯穿距和锥角增大;随着环境压力的增加,天然气射流贯穿距减小,射流锥角增大。在较小的喷射压力或较大的环境压力条件下,柴油射流阻碍天然气射流向前发展。当喷射压力为2 MPa时,5 ms时刻的双燃料天然气射流贯穿距比单燃料减小2.3 mm,降幅约为7.5%。当环境压力为0.9 MPa时,5 ms时刻的双燃料天然气射流贯穿距比单燃料减小1.8 mm,降幅约为4.4%。     

辐射传热空间非均匀性对燃油雾化的影响

将整个燃烧室部件(气缸盖-气缸套-活塞组-润滑油膜)作为一个耦合体,在对耦合体进行三维传热数值模拟的基础上,利用分区求解、边界耦合法建立缸内工作过程与燃烧室部件的三维耦合计算模型,并利用离散传递法实现缸内辐射传热与燃烧室部件的耦合三维仿真模拟,以此考察燃烧室部件辐射传热空间非均匀性对缸内燃油雾化的影响.结果表明,辐射换...     

用低通滤波法处理内燃机缸内流动的LDA测量数据

本文根据内燃机缸内流动的LDA测量数据的特点，讨论了低通滤波过程、数据预处理过程、截止频率的选择、数据处理误差等，论述了在目前LDA测量数据率还不够高的情况下，如何较好地用低通滤波法对LDA测量数据进行单一循环分析处理，最大限度地减少数据处理误差．     

内燃机气道及缸内气体流动特性研究

本文对某型号内燃机气道稳态流动和缸内气流运动特性进行了研究.气道流动特性稳态计算结果与气道稳流试验结果相吻合,流动特征参数偏差在3%左右.瞬态计算结果表明,在进气行程初期,缸内涡流和湍流迅速增强,随后涡流变化缓慢,而湍流强度迅速下降.在气门叠开时,存在进气和排气回流现象.进气时,进气阀边缘处是缸内气体最大速度出现位置,气门最大升程时该处速度达到134.4m/s;切向气道缩口处最大速度高达134.7m/s,此处存在一定的进气节流损失.     

燃烧室部件传热空间非均匀性对缸内燃烧的影响

将所有燃烧室部件(气缸盖-气缸套-活塞组-润滑油膜)作为一个耦合体,在对耦合体进行三维传热数值模拟的基础上,利用分区求解、边界耦合法建立缸内工作过程与燃烧室部件的三维耦合计算模型,从而实现缸内工作过程与燃烧室部件的耦合三维仿真模拟,以此考察燃烧室部件传热空间非均匀性对缸内燃烧的影响。研究结果表明,燃烧室部件传热空间非均匀性在喷雾过程几乎对燃烧没有任何影响,可以忽略不计;燃烧过程后期,这种传热空间非均匀性才越来越明显,由此可以推断,燃烧室部件传热空间非均匀性的影响在排气过程将进一步加剧。     

降低均质压燃发动机碳氢排放的一种新方法

将发动机多维CFD程序KIVA-3V与化学动力学程序CHEMKIN Ⅲ及DETCHEM相耦合,模拟了缝隙区催化燃烧对HCCI发动机排放特性的影响.利用此模型分析了活塞冠侧面催化剂铂涂层对HCCI发动机缸内温度场及HC浓度场的影响,结果表明当活塞冠侧面存在催化剂时,与缸内无催化燃烧相比,HC、CO的排放得到很大程度降低,但Nox的排放将略有升高.     

CeO2-ZrO2催化材料对汽油车颗粒物的催化燃烧

采用共沉淀的方法合成了一系列不同CeO₂和ZrO₂质量比的催化剂（wCeO₂-（1-w）ZrO₂）并用于汽油车颗粒物的催化燃烧。采用程序控制以10 ℃·min^-1的升温速率,从室温升到850 ℃氧化测试催化剂的燃烧活性。同时,对催化剂进行了X射线衍射（XRD）、拉曼（Raman）光谱、氮气-吸脱附比表面（N₂-BET）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）分析、储氧能力（OSC）、氢气-程序升温还原（H₂-TPR）表征。经过800 ℃焙烧后,70%CeO₂-30%ZrO₂样品表现出最好的活性性能,其T_m（活性测试燃烧反应中燃烧产物浓度达到最大峰值铈所对应的燃烧温度）从空白样品的719 ℃降低到625 ℃。同时,70%CeO₂-30%ZrO₂样品也表现出优异的热稳定性能。催化燃烧性能与催化剂的结构、表面组成特性以及氧化还原性能有关。XRD和拉曼光谱表明富铈样品具有典型的立方相结构,富锆样品具有四方相结构。XPS表明不同催化剂的Ce中Ce³⁺的摩尔比例及表面氧与晶格氧的比例存在明显差异,其导致催化性能不同。同时,70%CeO₂-30%ZrO₂样品具有最大的储氧能力及最优异的还原性能。此外,焙烧温度的升高,70%CeO₂-30%ZrO₂样品在结构、表面组成和氧化还原能力并没有出现明显的下降和破坏,表明70%CeO₂-30%ZrO₂样品具有优良的热稳定性能。