我院研制成功我国第一台柴油机燃烧火焰瞬时温度测量装置

三系副教授魏荣年和助教张彪研制成功的一种研究节能和限制污染的重要设备——柴油机燃烧火焰瞬时温度测量装置于1987年6月13日在我院通过部级鉴定。这项科究成果填补了我国的一项空白,在国内首次实现了柴油机燃烧火焰瞬时温度的测量。至此,我国已成为世界上少数拥有此类测量装置的国家之一。柴油机燃烧火焰的瞬时温度是研究柴油机的热效率和燃烧产物中有害气体生成机理的关键参数。为了实现节能和限制污染,日本、美国先后开展了此项研究,其中日本东京工     

无氮（O2/CO2）环境下柴油机燃烧规律的试验研究

文章针对同时控制柴油机NOx与碳烟排放的难题,进行了无氮(O2/CO2)环境下柴油机燃烧规律研究,设计了柴油机无氮燃烧的试验装置,从柴油机缸内压力、压力升高率和燃烧放热率3个方面,对比研究了柴油机常规进气和无氮进气条件下的燃烧规律。结果表明:在无氮进气条件下,柴油机可以稳定正常工作,其放热率高于常规进气条件。所得结果为柴油机大规模应用无氮燃烧技术提供了试验依据。     

轴针式喷油嘴隔热直喷柴油机燃烧过程的循环变化研究

直喷式柴油机以其经济性和动力性良好,冷起动性能优良等特点,已大量用于各种汽车和部分轿车上。测取直喷式柴油机的示功图是研究柴油机燃烧过程的常用方法。直喷燃烧系统的改进和研制有助于柴油机油气混合过程的合理组织和燃烧过程的优化,也有助于提高柴油机的综合性能。隔热直喷燃烧系统燃烧组织合理,实现以空间混合为主的单油束燃烧模式。但国内外未对采用这种燃烧系统柴油机不同循环间的燃烧过程进行深入的研究。本文首先介绍     

轴针式喷油嘴隔热直喷柴油机燃烧过程的循环变化研究

直喷式柴油机以其经济性和动力性良好,冷起动性能优良等特点,已大量用于各种汽车和部分轿车上测取直喷式柴油机的示功图是研究柴油机燃烧过程的常用方法直喷燃烧系统的改进和研制有助于柴油机油气混合过程的合理组织和燃烧过程的优化,也有助于提高柴油机的综合性能隔热直喷燃烧系统燃烧组织合理,实现以空间混合为主的单油束燃烧模式但国内外未对采用这种燃烧系统柴油机不同循环间的燃烧过程进行深入的研究本文首先介绍了隔热直喷燃烧系统的结构和特点,在实测示功图基础上,利用高速数据采集系统对采用轴针式喷油嘴的的隔热直喷燃烧系统的 Ｅ１９７ 柴油机燃烧过程的循环变化进行综合分析和研究,并计算了各参数的循环波动率实验结果表明,采用轴针式喷油嘴的隔热直喷燃烧系统具有较好的燃烧稳定性     

小缸径直喷式柴油机燃烧与NOx排放物仿真

利用FLUENT对柴油机在标定工况下的燃烧过程与NOx排放进行数值模拟研究.通过实验确定多维计算的边界条件,然后利用FLUENT中的燃烧模型定制边界条件、定义物理模型,完成缸内燃烧模拟.模拟结果与实验结果相吻合,标定工况下,误差不超过6 %.研究结果表明,采用柴油机燃烧多维计算模型模拟缸内燃烧过程与NOx排放是一种有效的研究策略,为柴油机燃烧性能的研究提供一种可靠的手段     

高速柴油机油膜-雾化燃烧研究

本文根据油膜－雾化燃烧理论．设计了适用于高速柴油机的油膜－雾化燃烧系 统．并在一台缸径／行程＝１３５ｍｍ／１４０ｍｍ的单缸机上进行了实验研究。实验结果表 明，系统的燃烧状况良好，在保持指示油耗率和同类机型相当的前题下，爆压和碳烟 指标得到了一定程度的改善，初步实现了柴油机低爆压低烟度的燃烧．放热率的计算 表明，其放热规律曲线有向等压燃烧曲线接近的趋势．     

基于Fluent的柴油机缸内辐射换热分析

采用三维CFD软件,以135直喷式柴油机为对象,运用多维燃烧模型,对缸内燃烧过程进行数值模拟。在设定工况下,模拟出在给定的曲轴转角下火力面的辐射热流分布,然后计算并比较了不同工况下的辐射换热量。结果表明Fluent所提供的燃烧模型可以作为预测柴油机缸内燃烧的一种有效手段,并为进一步研究同类型柴油机的燃烧性能提供了依据。     

车用直喷式柴油机燃烧压力振荡控制的研究

针对柴油机缸内燃烧压力振荡对发动机工作过程产生的重要影响，试验研究和理论分析转速、负荷、喷油提前角等对直喷式柴油机燃烧压力振荡的影响．研究结果表明：随着运行参数的变化，柴油机的滞燃期发生了变化，从而影响了滞燃期内喷入气缸的燃油量，严格控制滞燃期可以有效地降低燃烧压力振荡强度．缸内燃烧压力振荡的研究，为改善柴油机的缸内燃烧过程及其工作过程的可靠性提供了依据．     

废气再循环技术对柴油机燃烧特性的影响

以某一四缸、增压直喷柴油机为样机,利用专业试验台架针对EGR对柴油机燃烧特性的影响进行了试验研究,得到了EGR系统对柴油机燃烧的影响规律。     

柴油机加速工况燃烧过程分析

根据实测柴油机加速工况的瞬时转速和示功图,对柴油机加速工况的燃烧过程进行了细致的分析;结果表明：在加速工况的主加速阶段,各燃烧参数较加速前,后稳定工况有很大差异,突出表现在循环供油量过量增加、最高燃烧压力大大升高,燃烧恶化、工作粗暴,因此,在柴油机的性能研究和应用中应予以特别重视。     

再论“柴油机燃烧理论的探索”

本文作者在前一论文的基础上继续探讨柴油机燃烧粗暴及冒烟的原因和发展多种燃料发动机的途径。 作者利用烟雾进气、二级喷射、火焰点火及Ｍ燃烧方式等多种燃料发动机的实践资料,论证了当前在柴油机燃烧理论方面争论的三个问题：１）柴油机三级自燃过程中的冷焰强度对工作粗暴性的作用;２）柴油肌燃烧初期的粗暴性是否决定于雾化燃烧方式和雾状燃料的过量氧化;３）柴油机冒烟是否由于初期工作粗暴所产生热分解的结果。作者在本文中并提出了自己不同的观点。 作者最后还提出组织多种燃料发动机燃烧过程时需要考虑的四点指导性原则。     

柴油机燃烧研究的展望

本文分析了直喷式柴油机燃烧的混合气形成和放热规律的基本特征及其对燃烧的 粗爆性和烟度的影响。文中指出改变柴油机燃烧基本特征的研究方向是以油膜雾化燃 烧为手段．采取必要措施使缸内着火前将燃油全部喷完，控制在靠近上死点处着火， 以实现近似地等压燃烧。实践证实．新的燃烧方式在降低爆压、改善烟色和提高经济性等方面均取得良好的效果。为进一步改善小型、高速、直喷式柴油机燃烧性能。试 验伞喷油膜雾化燃烧有着广阔的发展前途。     

柴油机燃用乙醇复合柴油试验研究

在柴油机上分别使用多孔喷油嘴和伞喷油嘴进行燃用乙醇复合柴油的试验研究。结果表明：在柴油机上燃用乙醇复合柴油后，能够达到原机的功率，并且柴油机的NOx和碳烟排放有明显的改善，热效率有一定的提高，排气温度和最高燃烧压力基本不变。伞喷油嘴的效果好于多孔喷油嘴。     

直喷式柴油机燃烧压力振荡研究

利用燃烧理论、波动理论、有限元理论，研究直喷式柴油机燃烧压力振荡特性．研究表明，直喷式柴油机燃烧压力振荡具有多阶共振频率，实机缸内燃烧压力振荡是多个共振模态的叠加．经试验验证，本文计算结果与试验吻合较好．     

4190型柴油机掺烧丁醇低温燃烧特性

为了研究丁醇掺混比和EGR率(exhaust gas recirculation)对柴油机燃烧性能的影响,利用AVL_FIRE仿真软件,基于4190ZLC-2型船用中速柴油机,建立燃烧室高压循环模型,并验证模型的准确性。采用仿真的方法,研究在低温条件下柴油机掺烧丁醇对其燃烧特性和性能的影响。在确保柴油机正常燃烧的基础上得到最终优化结果:丁醇掺混比B20;EGR率12.5%;喷油提前角20°;进气压力0.213 MPa。分析表明:引入废气再循环(EGR)可以较好的实现低温燃烧,但EGR过大,混合气体氧浓度含量降低,容易造成燃烧不充分现象;柴油中掺混丁醇可以明显改善低温燃烧环境,但掺混比过大容易造成滞燃期过长,出现失火现象;适当提高喷油提前角能使滞燃期延长,避免粗暴燃烧,有效提高放热率和柴油机的动力性和经济性;进气压力提高,增加混合气体氧含量和扰动性,有效提高柴油机的动力性。     

进气掺混二氧化碳对柴油机燃烧过程影响的可视化研究

为了研究CO_2对柴油机燃烧特性的影响,文章在一台视窗上置式柴油机可视化装置上进行试验,用高速摄像机记录下油门全开时柴油机进气掺混CO_2燃烧过程的火焰图像,应用三基色法计算了燃烧温度场,并结合示功图和放热率曲线分析了进气掺混CO_2对柴油机着火和燃烧过程的影响。分析结果表明:随着掺混CO_2比例的增加,着火时刻推迟,燃烧速率下降,燃烧持续时间不断缩短;缸内最大爆发压力下降,达到峰值压力的时间推迟;放热率峰值下降,放热率曲线整体推后;缸内瞬态最高温度和平均温度均相应降低。     

轴针式喷油嘴单缸直喷柴油机燃烧过程的研究

介绍了在实测示功图基础，从动力性，经济性，燃料噪声三方面，对采用轴革多喷油嘴的Ｅ１９７柴油机燃烧过程进行综合研究和优化，该方法以较全面，深入地研究了小缸径直喷柴油机的燃烧过程。     

改变柴油机燃烧做功的关键因素

为了提高柴油机在日常运行中的热效率,增加燃油的经济性,从柴油机的工作原理和燃烧机理出发,重点总结和分析在燃烧等各系统确定的情况下,从管理使用的角度查找能够改变柴油机运行中燃烧做功的关键因素,通过查漏补缺,有针对性地提升柴油机日常管理,规避使用中的不足,提升柴油机的燃烧做功效率,使柴油机切实发挥其最大效能,为今后柴油机的精细化运行管理、日常维护保养和各类检维修提供有力的理论参考。     

重型车用柴油机燃烧与排放特性分析

针对某重型车用柴油机的燃烧特性与污染物排放特点,通过台架试验方法测试了不同转速和不同负荷下重型车用柴油机的燃烧特性、主要污染物PM与NO_x排放。结果表明:对该重型车用柴油机,在外特性高转速工况下,滞燃期增长,缸内燃烧过程中扩散燃烧所占比重增加;在柴油机常用转速1 400 r/min情况下,随着柴油机负荷增加,滞燃期逐渐缩短,燃烧持续期呈先缩短后增加的趋势,扩散燃烧所占比重增加。在外特性低转速工况,柴油机缸内的滞燃期较长,燃烧温度高,碳烟和NO_x排放均较高;在高负荷工况,由于供油量加大,燃烧持续期变长、燃烧温度高,碳烟和NO_x排放也比较高。     

喷油嘴流量对小型柴油机燃烧及排放影响的试验研究

以某186FA柴油机为研究对象,对比分析喷油嘴用不同加工方法的喷孔及流量变化对小型柴油机燃烧和排放性能的影响。试验结果表明:减小喷油嘴流量,同工况下柴油机的最大燃烧压力降低,燃烧始点提前,预混燃烧比重减小,扩散燃烧阶段燃烧速度加强。合理匹配喷油嘴的流量参数能有效降低柴油机的排放。喷油嘴喷孔用电火花打孔与用机械钻孔相比,能明显的改善柴油机排放性能。186FA柴油机用电火花打孔、流量为0.959 L/min的喷油嘴和原机机械钻孔的喷油嘴试验对比,整机HC、CO和PM排放分别下降了45.1%、27.7%和10.4%;NO_x上升11.3%;但HC+NOx仍下降2.4%(八工况排放试验循环)。用喷油嘴优化匹配后整机排放能达到中国非道路柴油机第三阶段排放标准的要求。研究表明:柴油机在中、小负荷工况的燃油消耗率、HC、CO明显减少是整机排放降低的主要因素,其机理是喷油嘴流量系数大,喷孔燃油流道表面质量改善,提高了喷油压力和喷雾质量,每循环喷雾形状稳定,改善油气的混合和燃烧质量,说明喷油嘴喷孔参数和流量是影响非道路小型柴油机性能和排放的重要因素。