燃烧室形状对直喷柴油机燃烧性能影响的三维数值模拟

为研究燃烧室形状对直喷柴油机燃烧性能的影响,应用发动机燃烧过程多维模拟软件FIRE对4类燃烧室柴油机燃烧过程进行了三维数值模拟.探讨了燃烧室几何形状影响燃烧性能的作用机理.结果显示,燃烧室几何结构对缸内的流场、喷雾以及燃烧特性都有较大影响.缩口燃烧室的缸内流场强度要强于直口燃烧室,进而导致缩口燃烧室的油气混合和燃烧性能要优于直口燃烧室.     

适度隔热发动机的发展综述

适度隔热发动机是对燃烧室等主要受热零部件采取隔热措施处理的发动机。发动机工作时，通过燃烧室表面向冷却水的传热减少，可以显著减小发动机冷却系统的整体尺寸。该文重点对表面隔热技术和适度隔热发动机对发动机性能的影响进行阐述，探讨了适度隔热发动机的发展方向。     

电控单缸柴油机燃烧室设计与实验研究

为了满足发动机动力性、经济性和排放的要求,设计与进气系统和燃油喷射系统相匹配的燃烧室构型至关重要。采用数值模拟和实验验证相结合的方法,对电控单缸柴油机的燃烧室进行设计和优化。参考基准机型的主要结构参数,完成燃烧室结构设计,采用Euler-Lagrange联合仿真法对发动机标定点和扭矩点的性能进行计算,并与实验结果对比;对燃烧室结构进行参数化建模,研究标定点和扭矩点工况下燃烧室缩口比、燃烧室深度、燃烧室内径3个关键结构参数对发动机耗油率和排放的影响。结果表明:EulerLagrange联合仿真法满足燃烧室设计要求;在进气系统和燃油喷射系统确定的情况下,燃烧室的3个关键结构参数对发动机性能有显著影响。     

脉冲式烟雾机燃烧室－喷管结构参数研究

论述了脉冲式烟雾机燃烧室－喷管结构参数的试验研究，并以脉动燃烧原理和非定常一元可压缩流体的基本理论分析，论证了参数选择的正确性．研究结果表明：脉冲喷气式发动机按声学共振原理工作；燃烧室－喷管，进气单向阀和进油单向阀组成一个自振系统；燃烧室－喷管的结构参数对发动机工作性能有重大影响．     

脉冲式烟雾机燃烧室—喷管结构参数研究

论述了脉冲式烟雾机燃烧室－喷管结构参数的试验研究，并以脉动燃烧原一和非定常一元可压缩流体的基本理论分析，论证了参数选择的正确性，研究结果表明：脉冲喷气式发动机按声学共振原理工作；燃烧室－喷管，进气单向阀和进油单向阀组成一个自振系统，燃烧室－喷管的结构参数对发动机工作性能有重大影响。     

纯净空气液态煤油超声速燃烧室性能研究

液态煤油高热值、高密度,还容易储存、便于携带,在飞行Ma数小于8的飞行条件下,煤油是超燃冲压发动机的理想燃料,如何实现煤油在超声速燃烧室中稳定燃烧是关键。本文在西北工业大学电阻加热超燃冲压发动机实验台上,针对给定的燃烧室,对以航空煤油为燃料的超声速燃烧冲压发动机燃烧室性能进行初步试验研究。实验来流空气总温为870-930 K,总压保持在77 kPa左右,燃烧室进口Ma数为2。同时结合CFD模拟,对3个不同油气比下燃烧室性能参数进行了对比分析。研究结果认为:要成功地实验煤油点火并稳定燃烧,成功设计凹槽及分布位置是关键;选择合适的油气比,可在提高燃烧室性能的同时保持隔离段的抗扰动能力。     

地面燃机燃用不同燃料的燃烧室性能分析

从发动机燃烧性能的角度出发,研究了航空发动机改地面燃机后燃用其他燃料对燃烧室性能的影响.利用流体计算软件Fluent,针对地面燃机燃烧室燃用航空煤油、轻柴油、工业酒精、天然气4种不同燃料,进行模拟计算,给出燃用不同燃料时的燃烧性能.结果表明,从燃烧的角度来看,轻柴油的燃烧性能与航空煤油差别不大,可直接替代航空煤油或与航空煤油混合使用,燃用天然气的NOx排放及CO排放都很低,天然气是一种理想的低污染燃料.工业酒精由于物性及热值与航空煤油差距很大,地面燃机改烧工业酒精还需作相当深入的研究.该研究对发展下一代航空替代燃料有一定的参考价值.     

微型环形燃烧室数值模拟及优化设计

为了优化微型环形燃烧室的设计方案,利用流体分析软件Fluent,采用RNGk-ε双方程湍流模型分别对两个微型环形燃烧室的内部流场进行了三维的冷态数值模拟,得出了它们的内部流场分布。两个模型分别是采用了航空发动机大型燃烧室设计理论及公式设计而成的燃烧室模型,和已经在实际中成功应用的国外某型微型涡喷发动机燃烧室模型。该文分析两个模型各燃区内计算流场的差异,确定了满足设计性能要求的目标流场,并对原有设计参数进行局部调整,使其流场组织向目标流场靠近。通过此方法,确定了燃烧室优化后的设计参数。     

声学和加热条件对脉动发动机工作频率的影响

对Helmholtz型脉动发动机的主体结构燃烧室-喷管进行了研究,分析了5 种燃烧室柱部直径的发动机所构成的声学条件,以及3种油门开度所构成的加热条件对发动机工作频率的影响。结果表明,在燃烧室柱部直径变化范围内,声学条件对发动机工作频率的影响不大,加热条件则显著改变发动机的工作频率。     

新型缸内直喷发动机滚流燃烧室设计与研究

为了获得更加节能、环保和高性能的汽油发动机,设计了一种适用于缸内直喷(GDI)发动机的新型滚流燃烧室,并将这种燃烧室应用于4G15缸内直喷发动机进行了实验研究.该燃烧室通过活塞顶上凸起面的作用,合理地组织了缸内气体流动.计算流体动力学(CFD)仿真分析表明,在不使用垂直向下滚流进气道的情况下,该燃烧室同样可以获得理想的滚流强度.实验结果表明,4G15发动机的稀燃极限可达25～27,其中17～19是效率最高的空燃比区间,该区间的效率较原机提高了10%左右.在理论空燃比的情况下,当废气再循环率(EGR)达到7%时,NOx排放的化学计量可以降低到无EGR情况的20%以下.     

中速大功率柴油机工作过程的模拟

利用AVL BOOST软件,以某12缸中速柴油机为研究对象,建立了柴油机实际工作循环的计算模型.对柴油机的实际工作过程进行了模拟计算.分析了压缩比和米勒正时对柴油机性能参数的影响.结果表明,计算模型是正确的,结果是可靠的.压缩比的增大有利于改善柴油机的燃烧性能和提高柴油机的经济性能.采用米勒循环可以有效降低柴油机NOx...     

废气再循环时增压柴油机性能和排放的模拟计算

采用模拟计算技术研究废气再循环对柴油机性能和排放的影响，并通过实验加以验证。模拟计算和实验结果均表明废气再循环可以显著降低NOx排放，同时对柴油机性能也产生影响。柴油机的NOx排放随着EGR率的增加而显著降低，但柴油机的运转参数对废气再循环的作用也有一定影响，不同负荷时NOx排放的变化情况不同，柴油机性能的变化也不同。在高负荷时，NOx排放下降较明显，同时柴油机性能恶化也较严重。同时经实验验证，使用GT－POWER软件建立的计算模型有足够的计算精度，能够准确预测柴油机性能和排放。     

排气净化器对柴油机性能的影响

利用GT-Power软件建立了带有排气净化器的6100非增压柴油机和6100涡轮增压柴油机仿真模型。在此基础上对排气净化器在柴油机排气管上的安装位置以及排气净化器阻力对柴油机性能的影响及影响规律进行了研究。研究结果表明,净化器的安装位置对柴油机性能的影响不明显,但净化器的阻力却对柴油机的性能具有较大的影响,并且在不同的工况下对6100非增压柴油机和6100涡轮增压柴油机的影响程度和影响规律具有一定的差异。     

民用航空发动机性能维持清洗方法研究

民用航空发动机部件在使用中不可避免的退化是导致其整机性能衰减的最主要因素。本文阐述了引发发动机机械部件退化的多种机制及其各自对发动机性能产生的影响。发动机清洗作为一种最为经济、有效的性能维持方法,已被业界广泛采用,各种可能提高发动机清洗效率的设计相继应用于民用航空发动机的性能维护中。     

发动机特性反算研究

通过飞行试验得到的飞机机动性能,以及风洞试验得到的飞机气动性能,在常规飞机机动性能计算程序的基础上,提出了发动机高度速度特性反算计算模型,在这一模型中还包括一个将飞行试验测试数据转换模型,和发动机安装特性计算模型。对现役某些飞机进行模拟仿真,并与相应匹配的发动的高度速度对比表明,该计算模型合理。对以后通过飞行试验为发动机定型提供了新的理论依据,具有较好的工程应用价值。     

性能衰退对发动机控制计划拐点的影响

在双转子涡轮风扇发动机的使用过程中,发动机控制计划拐点可能发生改变,这一改变会对发动机性能产生影响。为研究航空发动机性能衰退后对发动机控制计划拐点的影响,采用部件特性修正航空发动机部件级模型的方法,应用发动机大修厂出厂前和维修前试车数据对发动机部件级模型进行修正;构建个性化单台发动机衰退后模型,分析了控制计划拐点提前及主要部件衰退对发动机性能的影响。对发动机部件性能衰退情况进行研究,分析了排气温度的变化情况,发现随着涡轮风扇发动机部件的衰退,排气温度升高,将导致发动机控制计划拐点前移。结果表明,发动机性能衰退后,发动机控制计划的拐点会大幅度前移;控制计划的拐点前移将导致起飞时发动机最大状态的推力损失量增大到未衰退时的3.65%;相较于发动机性能衰退但不考虑控制计划变化,推力降低0.5%。     

基于MATLAB的柴油机性能试验数据的处理

研究了基于MATLAB语言的柴油机性能试验数据处理与作图的方法。在建立柴油机特性数学模型的基础上,利用MATLAB语言的矩阵运算、三维曲线绘图等强大的数据处理功能,对柴油机性能试验数据进行了曲线、曲面拟合,并绘制了柴油机调速特性曲线及万有特性图。结果表明,该方法具有数据处理精度高、物理意义明显和实用性强等优点,为绘制柴油机特性曲线、研究柴油机性能提供了较好的方法。     

车用汽油发动机稳态控制参数的优化研究

通过试验数据建立了描述发动机稳态控制参数与性能关系的数学模型,并利用目标规划方法协调各种性能指标对控制参数要求上的矛盾,最终得出了使发动机稳态性能指标综合最优的控制参数。     

气体-柴油双燃料发动机动力性分析

针对可燃气体的存在有可能使发动机由于空气不足而使燃料不能充分燃烧，发动机动力性、经济性下降的问题，分析了气体燃料成分及性能参数，推导了气体-柴油双燃料发动机与柴油机相比的动力性变化计算公式．采用了气化炉热解气化各种农林废弃的生物质产生生物制气，由单缸、四冲程、水冷、直喷式柴油机改装了双燃料发动机，生物制气通入发动机进气管，在进气过程中吸入气缸，由柴油引燃．测量了机刨花热解制气双燃料发动机不同引燃柴油量时的发动机动力性，理论分析结果与试验结果吻合较好．分析结果表明，燃气低热值减少，气体-柴油双燃料发动机动力性变差；引燃柴油量减少，气体-柴油双燃料发动机动力性也变差．     

不同比例甲醇汽油掺烧性能试验研究

对M10、M15、M50甲醇汽油以及93#汽油在GW491QE发动机上进行发动机性能台架试验研究。扭矩始终保持在60N·m,转速从1 000r/min增加到3 000r/min,记录相应数据,分别绘制动力性、经济性和排放性能曲线,对比分析,探讨影响GW491QE发动机性能的因素,选出能在GW491QE发动机上实际应用的合适掺烧比例甲醇汽油。试验结果表明:在中低转速时,3种甲醇汽油的功率与93#汽油基本相同,即动力性与93#汽油大致保持一致;燃油经济性降低大约6%~10%;3种甲醇汽油的HC和CO排放均降低,M15改善最为明显;NOx排放有所降低。综合考虑GW491QE发动机的动力性、经济性和排放性能,M15甲醇汽油为较好的实际应用比例。