火花点火发动机顶环岸间隙处未燃碳氢生成和释放过程的数值模拟计算

基于火焰传播过程建立了火花点火发动机顶环岸间隙处未燃碳氢生成和释放过程的数学模型，并利用模型进行了顶环岸间隙处未燃碳氢生成过程的数值模拟计算。计算结果表明：当汽油机燃用稀混合气、采用低压缩比、适当推迟点火提前角以及采用边缘布置火花塞等均可有效地降低顶环岸间隙内未燃碳氢的生成量，达到降低未燃碳氢排放的目的。     

火花点火发动机顶环岸间隙处未燃碳氢生成和释放过程的数值…

基于火焰传播过程建立了火花点火发动机顶环岸间隙处未燃碳氢生成和释放过程的数学模型，并利用模型进行了顶环岸间隙处未燃碳氢生成过程的数值模拟计算，计算结果表明：当汽油机燃用稀混合气，采用低压缩比、适当推迟点火提前角以及采用边缘布置火花塞等均可有效地降低顶环岸间隙内未燃碳氢的生成量，达到降低未燃碳氢排放的目的。     

降低火花点火发动机未燃碳氢方法的研究

开展了不同顶岸间隙时火花点火发动机未燃碳氢排放的实验研究，并对顶岸间隙宽度对发动机动力性和经济性的影响进行了分析，认为最佳的顶岸间隙宽度应为１．３倍双壁激冷厚度，在此条件下火焰将传播进顶岸间隙内，烧掉其内积蓄的未燃碳氢量，这样即能达到有效降低发动机排气未燃碳氢（排气碳氢下降３５％￣５０％），又不会对发动机的动力性和经济性产生较大影响（功率下降０．５％￣１．５％，燃料消耗率增加１％￣３％）。     

火花点火发动机润滑油膜处碳氢生成过程的研究

利用雷诺类比法研究了火花点火发动机缸套壁面润滑油膜处未燃碳氢的吸附和释放过程，研究了结构和运转参数对润滑油膜处未燃碳氢吸附量的影响。计算结果表明，提高缸套壁面润滑油温度，提高发动机转达，燃用较稀混合气以及使用低压缩比等措施均能减少缸套壁面润滑油膜中未燃碳氢的吸附和释放量，达到降低发动机未燃碳氢排放的目的。     

火花点火发动机润滑油膜外碳氢生成过程的研究

利用雷诺类比法研究了火花点火发动机缸套壁面润滑油膜处末燃碳氢的吸附和释放过程，研究了结构和运转参数对润滑油膜处末燃碳氢吸附量的影响。计算结果表明，提高缸套壁面润滑油温度，提高发动机转速，燃用较稀浊合气以及使用低压缩比等措施均能减少缸套壁面润滑油膜中末燃碳氢的吸附和释放量，达到降低低发动机末燃碳氢排放的目的。     

顶岸狭缝间隙对汽油机未燃HC排放的影响研究

通过对汽油机起动及怠速工况下活塞顶岸狭缝处瞬态温度的测量以及对瞬时未燃ＨＣ排放的测量，探索在该工况下未燃ＨＣ排放的主要影响因素以及顶岸狭缝间隙在总体未燃ＨＣ排放中所占的比例，为进一步研究降低火花发动机在起动及怠速工况下未燃ＨＣ的排放提供了依据．文中建立了火花点火发动机起动热机工况下顶岸狭缝间隙处未燃ＨＣ生成的数学模型．与实验结果相比较，证明该模型具有较高的准确性．     

沉积物对汽油机碳氢排放物形成的预测与实验研究

建立了汽油机燃烧室沉积物处未燃碳氢生成和氧化模型，测量了有、无燃烧室沉积物时发动机排气中的碳氢摩尔浓度．实验结果表明：沉积物的存在将增加发动机碳氢排放量，在本实验用机及实验条件下，沉积物将使发动机排气中的碳氢摩尔浓度增加２０％～３０％．计算结果表明：本模型能较好地预测出沉积物形成的排气碳氢摩尔浓度     

狭缝对火花点火发动机碳氢排放的影响

在利用激光干涉法测量定容燃烧弹燃烧室狭缝间隙内未燃混合气热力状态参数的基础上，分析了不同狭缝间隙宽度下狭缝内未燃混合气双壁激冷厚度的变化规律，定量地计算了狭缝容积内未燃碳氢（ＵＨＣ）的生成量。结果表明，狭缝间隙处未燃混合气的双壁激冷厚度不仅与狭缝宽度有关，也与未燃混合气在狭缝内所处的位置有关，理论计算和实验结果表明，存在一临界狭缝宽度，超出这一宽度将有助于火焰在其内部的传播，从而降低ＵＨＣ在缸内的生成量，在本实验的条件下，在火焰传播到狭缝入口处时，入口处双壁激冷临界厚度为０．５ｍｍ，这与作者根据纹影拍照得到的结果相符。实验结果也表明，火焰传播到狭缝入口处时，狭缝内ＵＨＣ量将增加到燃烧开始时的４倍左右。     

火花点火发动机缸内壁面积碳层处未燃碳氢生成和释放过程的…

提出了火花点火发动机缸内壁面积碳层中未燃碳氢生成和释放模型，并利用模型进行了积碳层和上未燃碳氢的模拟计算，计算结果表明，当发动机转速一定时，存在一有效扩散厚度，未燃碳氢的吸收和释放发生在这一有效扩散厚度内。同时指出提高发动机转速，燃用烯混合气和使用低压缩比都可降低积碳层中未燃碳氢生成量，达到了降低发动机未燃碳氢排放的目的。     

柴油-生物柴油混合燃烧对碳烟排放的影响

应用零维单区模型对柴油-生物柴油混合燃料在内燃机中的燃烧进行了数值模拟计算,从化学动力学角度,通过分析混合燃料在内燃机均质压燃边界条件下燃烧的关键中间产物和最终生成物的摩尔分数变化以及关键基元反应,总结出了生物柴油掺入柴油后燃烧对碳烟排放的影响.结果表明:生物柴油甲基酯团中的氧原子在燃烧反应过程中始终与燃料中的一个C原子相连,因此使可能生成(soot)的C原子减少,从而降低了混合燃料soot的排放.但生物柴油与其他有氧燃料相比,如乙醇,掺入柴油燃烧降低soot排放的效果要差,有氧燃料中含氧部分的化学结构的差异会对降低soot的排放产生不同效果的影响.     

短链醇酯与柴油混合燃料燃烧过程分析

为了解短链醇酯混合燃料的燃烧特性,在柴油机上燃用不同比例乙醇-碳酸二甲酯(DMC)-柴油多元混合含氧燃料,并运用Chemkin软件模拟缸内燃烧氧化动力学性质,探究含氧官能团对燃烧过程影响的机理.结果表明:由于短链醇酯燃料具有较高的汽化焓及较低的十六烷值,延缓了混合燃料的着火过程,故随混合燃料中乙醇和DMC掺混比例的增加,缸压曲线不断后移,压力峰值逐步降低;但由于着火延迟期内形成的可燃混合气量增多,使放热率峰值逐步上升.反应动力学结果显示:低温区活性自由基·OH主要由正庚烷(柴油替代物)脱氢生成,乙醇和DMC的加入能争夺低温反应区内的·OH,使反应活性较强的·OH转化为活泼性稍差的H_2O_2,抑制了整个燃烧过程,使着火延迟期变长;在高温阶段,乙醇分子中C—C和C—O键的断裂优于C—H和O—H键,而DMC主要发生C—O的裂解,C=O键因键能更高未断裂.     

柴油机燃用柴油/乙醇混合燃料的燃烧特性

分析了柴油机燃用柴油/乙醇混合燃料的燃烧特性和放热规律,研究了相同十六烷值条件下混合燃料中含氧量对燃烧特性和放热过程的影响,为柴油机燃用含氧混合燃料提供理论指导和试验依据.研究结果表明:十六烷值改进剂(亚硝酸异戊酯)的体积分数为0.2%时,可使其着火性能与乙醇的体积分数减小10%时的水平相当.当保持十六烷值不变,混合燃料中氧的质量分数提高3.6%,扩散燃烧期和总燃期的曲轴转角平均缩短0.8°,中高负荷放热率曲线型心位置的曲轴转角向上止点平均靠近0.25°,可以认为,试验结果反映了混合燃料含氧量对燃烧的影响.     

发动机冷却风扇叶顶间隙泄漏量计算公式的构造

为了提高发动机冷却风扇叶顶间隙泄漏量的工程计算精度,基于泄漏量测量和流动显示试验以及间隙内部泄漏流动过程分析,构造了带有导流环的风扇叶顶间隙泄漏流动模型。深入研究了在静压力50~250Pa下3种带有导流环的风扇叶顶间隙流动结构的泄漏特性,通过流动显示试验,测量得到了泄漏流的涡旋结构和叶顶泄漏涡的轨迹。在经典泄漏量Martine和Egli泄漏经验计算公式的基础上,通过引入动能载越效应修正系数,应用修正后的计算公式对泄漏量进行计算并与试验结果值做了比较。研究结果表明:改进模型的计算结果与试验结果值接近,基本吻合;可为改进和提高发动机冷却风扇的气动性能提供理论依据。     

柴油／甲醇燃烧排放颗粒SOF的组分与形成途径

采用热重分析仪和气相色谱-质谱联用仪,对柴油／甲醇混合燃料（M0、M5、M15）燃烧排放颗粒的可溶有机物（SOF）组分与形成途径进行了分析．热重分析结果表明,随着燃料中甲醇掺混比的增大,燃烧排放颗粒中SOF的质量减少,失重速率峰值升高：气相色谱-质谱联用分析结果表明,3种颗粒SOF中主要由碳数为9～28的正烷烃和支链烷烃组成,还包括一定数量的多环芳香烃类物质和邻苯二甲酸二异辛酯等其他有机物．随着燃料中甲醇掺混比的增加,燃烧排放颗粒SOF中烷烃含量增加,芳香烃含量减少;颗粒中PAHs主要通过脱氢加乙炔反应形成：烷烃类物质主要来自柴油和少量润滑油．     

聚甲氧基二甲醚及其高比例掺混柴油混合燃料发动机燃烧与排放的试验研究

为研究聚甲氧基二甲醚(PODE)及其高比例掺混柴油混合燃料对发动机燃烧与排放的影响,在一台高压油泵柱塞直径加大的云内动力2102QB柴油机上开展了柴油、PODE及30%、50%质量比掺混柴油混合燃料的燃烧与排放试验研究。发动机燃用纯PODE时排气无烟,相对于柴油,其有效热效率最高提升9.67%,并使总未燃碳氢(THC)和CO排放分别降低了50%及60%,而NOx排放增加不超过10%,因此PODE可以单独作为柴油的替代燃料。30%、50%掺混时发动机经济性略有提升,同时排气烟度及CO、THC排放均有较大幅度的改善。缸压分析燃烧过程显示,柴油中添加PODE后燃烧性能改善,滞燃期和燃烧持续期略微缩短,发动机的有效热效率提高。研究结果还表明,PODE与柴油按质量比30%掺混,可以显著降低排气烟度和有害气体排放,而不需要改变发动机的燃油供给系统。     

乙醇-汽油燃料汽油机非常规污染物的排放特性

以90#无铅汽油为基础油，按照体积分数5％、10％、15％和20％的甲基叔丁基醚-汽油混合燃料中的氧含量，配制出相应氧含量的乙醇-汽油混合燃料．利用气相色谱技术，分析研究了电喷汽油机燃用不同掺混比乙醇-汽油混合燃料时的非常规排放特性，以及三效催化器对其的净化效率．研究结果表明，在不改变汽油机任何参数的情况下，随着乙醇掺混比的增大，苯的排放量明显降低，尤其当乙醇体积分数为9．826％时，最大降幅接近50％；同时对甲醛排放也有改善作用，但排气中的乙醛和未燃乙醇浓度却相应增加．三效催化器对苯和甲醛的净化效率较高，其中苯的平均净化效率为87％，催化后排气中未检测出甲醛，而对乙醛和乙醇的净化效率相对较低.     

基于ROP的含氧燃料PAHs形成分析

利用反射激波管模型,采用生成速率法(ROP)对含氧燃料燃烧过程中PAHs中的主要物质苯、萘、菲、芘进行了模拟分析,探讨了含氧燃料PAHs形成的途径.结果表明:在当量比1.0、初始温度1 600 K的初始条件下,乙醇、二甲醚和碳酸二甲酯燃烧过程中,苯、萘、菲、芘的生成速率在数量级上依次递减;苯主要通过炔丙基的聚合反应形成;萘生成的主要反应是苯基的二次脱氢加乙炔及苯基与乙烯基乙炔的化合反应;菲和芘的形成主要是通过脱氢加乙炔反应;H和OH自由基对PAHs的氧化起着重要的作用;对于第3体"M"参与的反应,燃用乙醇抑制PAHs的形成,燃用DME对PAHs的形成影响不大,燃用DMC促进PAHs的形成.     

新型高速铜管拉伸工艺润滑油研制

高品质、多功能工艺润滑油是高速铜管拉伸生产中的必需品．作者通过计算塑变区处于全膜润滑时的粘度条件,发现在实际生产中塑变区处于混合润滑状态,并由此提出了一种新型工艺润滑油的配方模式．由边界润滑理论分析和实验研究确定了润滑油的组分和含量．工业试验结果表明,这种新型工艺润滑油具有优良的润滑性能和清净退火性,达到了Ｍａｓｔｅｒｄｒａｗ５６６润滑油的水平．     

柴油机缸内机油消耗量的仿真计算及影响因素分析

为了降低发动机的机油消耗量,分析了发动机缸内机油消耗的4种主要模式,并以某柴油机为例,通过仿真的方法对某些常用工况下这4种模式的机油消耗量进行了计算,发现其中缸壁蒸发的机油量占了大部分.然后分析了柴油机不同运行工况、第2道活塞环闭口间隙及各道活塞环切向弹力对机油消耗的4种模式的影响规律.结果表明,缸壁蒸发量主要由发动机运行工况决定;第2道环闭口间隙的增大会降低顶环开口窜油量和增大漏气量;活塞环弹力的增加会减小剩余油膜厚度,进而降低顶环甩油及活塞顶刮油量,但同时会增大活塞环与缸套之间的摩擦损失.最后进行了柴油机台架机油消耗量实验,一定程度上验证了仿真计算结果的正确性.     

柴油机燃用二甲醚/柴油混合燃料时的性能与排放研究

研究了二甲醚／柴油混合燃料的互溶性，包括饱和蒸气压和浊点的测量，并在CA4113直喷式柴油机上开展了燃用不同比例二甲醚／柴油混合燃料的试验研究．通过优化发动机系统参数，寻求在柴油机上燃用混合燃料的合适配比．结果表明：随着二甲醚添加比例的增大，二甲醚／柴油混合燃料的饱和蒸气压上升，浊点明显下降，互溶区扩大，当采用0#柴油时，D30燃料（质量分数为30％的二甲醚和70％的柴油混合而成）的浊点可降低到-6℃；由于混合燃料的热值降低，当不增加循环供油量时，发动机功率下降；由于混合燃料含氧量增加，燃烧更为完善，燃油经济性有所改善；发动机在高负荷范围内碳烟降低60％以上，在整个负荷范围内NOx排放可以降低30％左右。