压缩比对点燃式天然气发动机性能的影响

本文在理论和试验的基础上．分析了压缩比对点燃式天然气发动机的热效率、指示功率、爆震现象又排放指标等方面性能的影响，同时分析了提高压缩比受限的原因．     

点燃式甲醇发动机性能研究

本文介绍了然用甲醇时发动机的性能特点,揭示了甲醇发动机性能优越的内在原因,对改善甲醇发动机性能有重要参考价值。     

膜法富氧进气降低点燃式发动机冷起动排放

研究了富氧进气对火花点火发动机冷起动排放的影响.试验在一台四行程、空冷125 mL单缸电控喷射火花点火LPG发动机上进行.试验中分别为发动机供应φO2=21%,23%,25%的进气,实时测量发动机冷起动阶段最初60 s内过量空气系数λ及HC、CO和NOx的排放.试验结果表明,发动机采用富氧进气后,HC和CO的排放量显著降低.与φO2=21%氧浓度进气比较,φO2=23%进气时,冷起动最初60 s内HC与CO排放累计量分别降低46%和54%;φO2=25%进气时,分别降低65%和80%.当进气φO2由23%提高到25%后,HC和CO排放减少量不多,仅为36%和26%,而NOx排放增加明显.因此,使用富氧进气降低冷起动排放时,φO2控制在23%左右为宜.     

分配器式扩压器挡板的试验研究

针对高性能航空发动机燃烧室进口马赫数不断提高以及先进变几何燃烧室燃烧组织特点,设计出一种新型可变几何燃烧室扩压装置—分配器式扩压器。通过试验研究了面积比、马赫数与总压损失的关系。结果表明: 冷却模和燃烧模的总压损失与其开孔面积以及孔形有关;各个模之间的影响与面积百分比有关;卷边孔挡板可以有效减少总压损失。     

新型碗扣式脚手架系统承载力试验研究与软件分析

新型碗扣式脚手架系统因其性能优越,在我国大跨建筑和桥梁工程中的使用越来越广泛。脚手架倒塌事故也在不断发生。对支撑架承载力理论研究尚未透彻是引起事故的重要因素之一。按照工程实际搭设规格设计试验架,得到支撑架体的承载力、破坏形态、荷载位移曲线,同时还用ANSYS软件对局部节点受力情况进行了分析。     

停缸技术对缸内直喷点燃式发动机燃烧与排放及燃油经济性的影响

为了定量阐明采用停缸(CDA)技术改善发动机部分负荷工况燃油经济性的机理,通过台架试验对CDA发动机在停缸和全缸模式下的燃烧与排放及燃油经济性进行了研究,并结合数值模拟方法对CDA发动机的能量平衡进行了定量分析,以确定各因素对节油的影响。结果表明:与全缸模式相比,在停缸模式下工作缸滞燃期和燃烧持续期缩短,最高缸内压力和最大瞬时放热率增加,燃烧循环变动降低;HC和CO排放降低,但NOx排放增加。在试验工况下,CDA发动机节油率为8.2%～15.8%,其中缸内传热损失和泵气损失减少,两者节油贡献率分别为80%～111.9%和30.3%～37.4%,而摩擦损失和排气能量增加,两者节油贡献率分别为-9.2%～-20.3%和-1.2%～-26.5%。因此,缸内传热损失减少是CDA发动机最主要的节油因素。     

固体火箭发动机燃烧室层流流场的数值模拟

该文发展了一种在任意曲线坐标系上求解层流Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程的数值方法，该算法以ＳＩＭＰＬＥ为基础，采用了非交错网格，因而对原始算法中的压力修正方程进行了改进。用准定常方法数值模拟了固体火箭发动机燃烧室内的二维轴对称流场，计算结果能够反映流场内的旋涡与各参数的分布。计算表明，压力与速度等参数的分布明显受旋涡存在的影响，比传统的一维流场复杂得多。     

裂解器的设计及其在电控发动机上的试验

为适应装车要求,并提高甲醇喷嘴的可靠性,研究设计了第三代甲醇裂解器．通过对裂解器外部形状的改进设计和采用独特的回醇冷却的方式,既满足了装车要求,又解决了甲醇喷嘴高温可靠性问题．同时,为了确保裂解气发动机的性能,在点燃式电控发动机上进行试验研究．结果表明：研制的第三代甲醇裂解器,发动机的动力性达到了与原机相当的水平;甲醇的当量燃料消耗率较汽油降低14．3％-30．7％;最小的甲醇与汽油的容积替换比为1．43．     

发动机燃烧室内壁材料热环境的气动热试验模拟技术研究

利用超声速矩形湍流导管和等离子电弧加热器模拟了发动机燃烧室内流和高超声速飞行器外壁面外流热环境,进行了平板表面冷壁热流测量和燃烧室内壁材料考核试验。结果表明:由于辐射换热的影响,在选取的两个典型来流条件下,发动机燃烧室内流热环境下的冷壁热流比外流热环境下的高出21%和40%,但是冷壁热流的增量基本相当,约为0.70~0.80MW/m²。随着冷壁热流的增加,辐射换热产生的热流增量的影响力会逐渐减小。材料考核时,相同配方的C/SiC复合材料在内流热环境下的表面温度高出约400℃,背面温度高出约90℃,这种差异对于发动机燃烧室内壁面材料考核至关重要,必须在材料考核试验中加以考虑。      

天然气掺氢火花点火发动机性能与排放研究

在一台燃用CNG／H2混合燃料的火花点火发动机上，开发了一个电子控制单元（ECU）来控制发动机点火提前角和混合气浓度，并研究了不同掺氢比（氢气的体积分数分别为0%、10％、20％和26％）对发动机性能和排放的影响．研究结果表明：天然气掺氢后发动机功率和有效热效率有所降低；在相同过量空气系数下，随着掺氢比的增加，发动机的最佳点火提前角推迟，HC、CO2排放得到降低，NOx排放有所增加．掺氢后可以提高发动机的稀燃极限，在稀燃下可以得到较低的HC、CO、CO2和NOx排放。     

4气门汽油机缸内空气运动的试验研究

使用激光多普勒测速仪(LDA)在发动机倒拖工况下测量了一台4气门Fox350汽油机缸内的空气运动．试验结果显示，在靠近缸盖底平面附近，单气门独立工作与双气门同时工作有不同的流场形态．缸内的空气运动增加了涡流分量，总体表现为滚流和涡流合成的斜铀涡流．     

火花辅助对多缸汽油机HCCI燃烧及排放的影响

采用优化动力技术手段,利用发动机冷却水和排气余热加热进气,在多缸汽油机上实现了均质混合气压缩(HCCI)燃烧,研究了火花辅助点火对HCCI燃烧及其排放特性的影响.结果表明：当进气温度未达到HCCI稳定燃烧条件时,火花辅助有助于HCCI燃烧,并可增大平均指示压力、最大气缸爆发压力以及最大压力升高率,降低循环波动率,提高燃烧稳定性;火花辅助使得HCCI燃烧出现了2个放热阶段,当点火提前角增加时,主燃烧阶段的放热率峰值增大,燃烧起始点提前;在发动机转速为1 200~1 600 r/min的小负荷范围内,火花辅助可以适当降低NOx和HC的排放量.     

压缩比对均质充量压缩着火发动机性能影响的研究

在一台TY1100单缸发动机上试验研究了8 0、10 7、14 0三种压缩比对均质压燃二甲醚发动机的动力性和经济性等运转特性的影响.研究结果表明:均质充量压缩着火发动机的最佳工作范围与发动机转速混合气过量空气系数和负荷有密切的关系;在发动机试验条件下,三种压缩比均能使发动机稳定工作,但低压缩比时工作区域狭窄,高压缩比时发动机的有效功率和热效率降低,压缩比为10 7时运转范围宽,热效率较高.研究发现,通过提高发动机转速可使发动机工作区向高负荷区扩展.     

多脉冲点火对火花助燃均质充量压缩着火燃烧的影响

开发了一套基于电容放电的多脉冲点火系统，可实时调整点火间隔和点火次数；并在一台内部废气再循环（EGR）的汽油机上研究了多脉冲点火参数对火花助燃均质充量压缩着火（HCCI）燃烧过程的影响。研究结果表明：采用火花助燃方式，可以在可控自燃（CAI）不能稳定工作的边界工况区域实现稳定的稀薄燃烧；增加脉冲个数，可以缩短燃烧持续期，并提高平均指示压力，增幅达8％左右；增加脉冲间隔，也可以提高平均指示压力。     

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     

基于火花塞离子电流信号点燃式发动机早燃状态的检测

简单阐述火花塞离子电流法的基本原理,以NFl57FMI汽油发动机为例设计一套火花塞离子电流检测系统．基于气缸内燃烧时产生的离子电流信号,经小波阂值去噪后分析其波形特点,根据其获得的燃烧信息实现对发动机早燃状态的检测．     

火花点火发动机稀燃NOx排放控制的电控节气门系统研究

为应用吸附还原催化器控制稀燃NO_z排放,建立了一套火花点火发动机的电控节气门系统．当发动机短时间工作在富燃状态时,通过控制节气门开度和点火提前角,可以获得稳定的功率和扭矩输出．在丰田8A16气门电喷汽油机上进行了试验研究,同时采用吸附还原催化器和三效催化器控制排放．催化后NO_z排放最低可达50×10~(-6),转化效率高迭90%以上．在浓稀变换过程中,催化后的NO_z排放保持稳定．     

内燃机的活塞设计

介绍了内燃机活塞设计的方法和原则。通过对温度场计算和温度应力、机械应力的计算以及二者叠加的综合应力的分析,解释了活塞设计中的关键问题,为内燃机的活塞设计提供了一种实用的设计方法。     

高压共轨柴油机燃烧室匹配设计

在柴油机引入高压共轨喷油系统后,进行了柴油机燃烧室参数设计匹配研究.提出了高压共轨喷油系统对燃烧室的结构要求.分析了高压喷射用燃烧室的结构设计因素,给出贯穿距离、压缩比、口径比以及径深比合理取值范围,提出了燃烧室匹配设计流程,设计493柴油机的不同结构缩口燃烧室.进行了不同方案燃烧室的匹配实验,实验数据表明,6喷孔及缩口大口径浅坑燃烧室是该柴油机燃烧系统较合理的方案.