使用缸压信息的柴油机低温燃烧闭环控制

在柴油机上采用低温燃烧技术,可以获得比传统压燃方式更低的氮氧化物和颗粒物排放。为了解决柴油机低温燃烧不稳定和各缸均匀性差的问题,基于缸压信息,构建了双控制单元的分布式控制系统,设计了平均指示压力(indicated mean effective pressure,IMEP)和50%放热曲轴位置(50%of the mass fraction burned,MFB50或CA50)双闭环的控制方法。实验结果表明:基于缸压信息反馈的燃烧闭环控制系统,在低负荷低温燃烧工况点,能够有效控制各缸的燃烧状态不均匀的状况,并大幅度改善燃烧不稳定的现象;在高负荷低温燃烧工况点,可以将各缸的CA50和IMEP控制在目标值附近。     

柴油机燃烧模式切换过程燃烧特性变化试验

为研究柴油机在传统燃烧与低温燃烧的燃烧模式切换过程中,如何识别缸内当前所处的燃烧模式,以及不同喷油参数在不同的燃烧模式对燃烧特性参数的影响,在一台高压共轨柴油机1 500 r·min-1、30%负荷下采用燃油单次喷射、调节EGR率方式实现燃烧模式切换并进行了试验研究.结果表明,EGR率从0增加到55%,缸内燃烧起点位置稍有后移,但变化不大,当EGR率超过45%后,缸内开始进入低温燃烧模式,瞬时放热率曲线初始上升过程,由于冷焰反应持续期增加导致出现的二阶段滞燃,可以作为识别当前的燃烧模式的特征,控制缸内燃烧模式;喷油相位从-14°CA ATDC推迟到-7°CA ATDC,对传统燃烧模式滞燃期和燃烧持续期的影响较小,但对低温燃烧的燃烧持续期影响较大,同时,当喷油相位推迟到-7°CA ATDC时,缸内接近失火;喷油压力从75 MPa提高到140 MPa,在传统和低温燃烧模式均可以改善发动机的油气混合程度,缸内最大爆发压力及瞬时放热率峰值增加,指示热效率有所增加,但幅度变化不大.      

油气混合参数对柴油机低温燃烧过程的影响

应用三维CFD模拟研究了喷油和进气参数包括喷油压力、喷孔直径和进气压力对柴油机低氧浓度低温燃烧(LTC)过程的影响.结果表明:随着喷油压力增加或喷孔直径的减小,各氧浓度下缸内燃烧压力和温度峰值都增大;相同氧浓度条件下预混燃烧的强度增大,出现明显预混燃烧的氧浓度增大;相同氧浓度条件下的soot排放降低;缸内局部温度最大值增大,NOx排放增大.进气压力增大,缸内压力上升更快,但缸内平均温度略有降低,相同氧浓度下着火时刻提前,滞燃期缩短;燃烧过程中局部缺氧的状况得到改善,相同氧浓度条件下燃油的燃烧更加完全,放出的总热量更多,燃烧效率明显提高;soot峰值和最终排放值都减小,NOx生成量进一步降低.     

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。     

富氧燃烧对柴油机低温燃烧反应机理影响的数值分析

从柴油机缸内燃烧反应的化学反应动力学机理出发,利用CHEMKIN软件对富氧燃烧时的低温反应进行了研究,运用计算流体动力学分析方法,通过耦合柴油机三维燃烧模型和正庚烷氧化反应动力学模型对低温反应机理中重要的脱氢反应和加氧反应过程进行了数值分析.对比空气助燃、富氧浓度对脱氢反应和加氧反应的影响发现:富氧燃烧能够促进脱氢反应,在压缩的上止点时刻,氧的体积分数分别为23%、25%和27%时的缸内脱氢产物C7H15的质量分数最大值分别是空气助燃时的1.95倍、4.77倍和291.58倍;加氧反应的速率随富氧浓度的升高呈线性增长趋势;富氧燃烧可以提高柴油机的热效率,使缸内生成更多的OH自由基,从而加快了后续的中温反应和高温反应速度.     

直喷式柴油机燃烧过程的合理组织

从燃烧学的角度对BenzOM400系列发动机的燃烧系统进行改变基本系数的实验研究,实验结果表明,该系统对加工和装配几项主要表数的变动具有极好的适应性,在中、高速柴油机上具有很高的适用价值。     

注塑机过程参数闭环控制

采用单片机进行注塑机过程参数控制，完成了相应的硬件及软件设计、调试，实现了注塑机压力、注射位置及速度的闭环控制．     

燃气炉低温催化燃烧研究

对燃气炉的低温催化燃烧进行了研究。研究表明，在自制的多孔陶瓷盘上的负载催化剂，可实现天然气的低温催化燃烧，降低了因高温直接燃烧引起的环境污染，同时使燃气炉的热效率提高约10％，可有效节约能源。     

低温燃烧模式下电控柴油机掺烧丁醇性能分析

为了研究正丁醇/柴油混合燃料对电控柴油机综合性能的影响,采取在低温燃烧模式下使用不同比例混合燃料的方法,建立4190型柴油机FIRE模型进行仿真研究,利用试验台架与仿真的结果对比,验证了模型的准确性.设置4组正丁醇掺混比(blending ratio of n-butanol,BROB)及4组废气再循环率(exhaus...     

柴油机强化燃烧过程模拟及性能预测

建立了直喷式增压柴油机强化燃烧过程的准维数学模型 ,开发了一套可模拟及预测柴油机性能和排放的软件 ,模拟计算及优化分析柴油机的工作过程和燃烧性能 .对四气门直喷式1 35型增压柴油机的应用表明 ,该软件具有预测精度高、优化参数选择灵活、操作方便等特点 .     

火焰的电离效应与内燃机燃烧过程的温度测量

根据有机物火焰的电离效应和新近的试验结果,认为电离效应是燃烧气体的状态参数,并因此提出用电离效应测量燃烧过程的温度．     

低散热柴油机燃烧室零件的优化设计

对影响柴油机燃烧室零件传热损失大小和热负荷高低的若干因素进行了研究．利用有限元方法模拟计算了燃烧室零件温度场和热流密度分布，并进行了实验测量．针对改变结构设计和冷却方案的不同情况进行了热负荷和传热损失的对比分析，并分析了燃烧室壁温变化对柴油机性能的影响，提出了低散热柴油机燃烧室零件的优化设计思想和方案．     

柴油机的低温起动

低温下粘附在柴油机各摩擦副之间的机油就会产生很大的阻力,而铅蓄电池容量下降,起动功率低,压缩空气在压缩行程中通过间隙泄漏的时间长、泄漏量多等使柴油机启动困难．通过一是提高柴油机的起动转速,从而可减少压缩行程过程中混合气泄漏造成的混合气压力的下降和减少混合气热量的散发时间;二是提高可燃混合气的温度;三是降低可燃混合气起动时的可着火温度,使之在低温下启动．     

脉冲燃烧热水炉控制系统设计

介绍了脉冲燃烧炉的工作原理、特点;提出了脉冲燃烧炉的控制方案;阐述了脉冲燃烧炉温度自动控制系统的设计。     

智能控制在柴油机低温冷起动上的应用仿真

用分级递阶智能控制原理对柴油机低温冷起动的两个难点进行研究,设计出相应的分级递阶智能控制系统,系统分为智能监控中心和自动控制单元两级,采用RS－232接口将这两级结构连接,实现二者之间的数据瓣换,仿真实验表明,系统能使被控对象－柴油机低温冷起动加温装置正常运行,达到了预定目标。     

共振型传感器用于爆震闭环控制系统的研究

设计一种爆震闭环控制系统,在保证汽油机不发生爆震的前提下,使爆震闭环控制系统更好地发挥汽油机的动力性和经济性。方法用共振型传感器和峰值保持电路检测爆震,采用两参点火拉前角调节方法构成一个爆震闭控制系统,并通过试验优化爆震其准。     

柴油机燃烧过程计算机模拟研究现状及趋势

运用分析和比较的方法,对计算机模拟的柴油机燃烧过程的零维模型、准维模型和多维模型进行介绍,比较其各自的优缺点和适用范围,并对燃烧过程的计算机模拟的发展趋势提出自己的观点和看法。通过对燃烧模型的介绍,加深人们对燃烧过程的认识,同时,加速计算机模拟技术在柴油机燃烧研究中的应用,以大大减少新产品的研制周期和成本,大幅度削减发动机的试验费用,更加有利于工程实际问题的解决。     

低热值煤气高温空气燃烧数值模拟

采用κ-ε湍流双方程模型、PDF燃烧模型以及离散坐标辐射传热模型，对低热值煤气高温空气燃烧过程进行了计算机辅助模拟试验，比较了不同预热温度和不同过量空气系数对低热值煤气燃烧过程的影响，为低热值煤气蓄热式双预热烧嘴的研制提供了理论指导。