涡流室式柴油机燃烧室的改进设计对燃烧过程的影响

介绍把一台单缸涡流室式柴油机涡流室镶块直连接通道改为变角度连接通道，活塞顶双“ｗ”坑主燃烧室改为腰鼓形双“ｗ”坑主燃烧室的研究过程，主要内容包括在稳流试验台上测量通道改进前后的流量系数，倒拖试验台上用热线风速仪测量改进前后燃烧室中的气流运动状况，详细分析研究了变角度连接通道的气动喷射特性和燃烧室改进对柴油机燃烧过程、燃油经济性及排放的影响。     

涡流室式紊流燃烧柴油机中涡流室的流场特性

通过FLUENT动网格技术模拟涡流室式紊流燃烧柴油机在活塞从下止点运动到曲轴转角为2°的喷油时刻缸内气体的流动特性,得出涡流室和气缸内气体的流场矢量图、湍流变化图、压强变化图和温度变化图。研究结果表明:活塞从下止点运动开始,气缸内空气被活塞压缩进入涡流室中,并在涡流室内部形成涡流;随着压缩的不断进行,涡流室内气流运动速度逐渐增加,并且流场逐渐由紊流变化成为涡流,室内压强和温度也逐渐升高,至曲轴转角为2°的喷油时刻,喷油孔附近空气流速约为24.1 m/s,压强约为2.3 MPa,温度约为845 K,在此状态下能较好地满足机内柴油的混合及燃烧需要。     

涡流室式柴油机非稳态燃烧过程的不稳定性分析

运用Ｓ１９５型涡流室式柴油机冷起动过程的实测数据，分析了非稳态燃烧过程的不稳定性；针对３种不同的燃烧型式，进行了放热规律计算和分析。     

涡流室柴油机燃烧放热率计算方法的研究

本文评述了涡流室柴油机燃烧放热率计算方法的研究进展,较详细地分析了连接通道流量系数对放热率的计算方法发展和计算精度的影响,建立了包括瞬时通道流量系数和具有多种燃料计算功能的放热率计算模型,并给出了柴油机分别燃用柴油和甲醇的计算实例.本文编制的计算程序具有较高的计算精度和更广的适用范围.     

涡流室式柴油机非稳态燃烧过程的不稳定性分析

运用Ｓ１９５型涡流室式柴油机冷起动过程的实测数据，分析了非稳态燃烧过程的不稳定性；针对３种不同的燃烧型式，进行了放热规律计算和分析。     

变通道涡流室式燃烧室气体流动的分析

分析了变通道涡流室式燃烧室和涡流室式燃烧室气体流动的差异，以及变通道涡流室式燃烧室通道结构参数对流动损失的影响；根据计算与试验结果，提出了变通道涡流室式燃烧室通道结构参数的最佳取值范围，研究表明，变通道涡流室式燃烧室的气体流动特性有利于加快油气混合与燃烧的进程，减少流动损失，从而获得比常规涡流室式燃烧室更高的热效率。     

涡流室柴油机燃烧系统参数对性能作用规律的研究

研究了涡流柴油机燃烧系统参数对经济性的作用规律。通过选取有代表性的两种涡流室柴油机S1100和S195的燃烧系统主要参数供油提前角、柱塞直径、连接通道宽度和涡流室容积作为正交实验对象,对实验结果进行方差分析得到了涡流室柴油机燃烧系统4种主要参数对经济性的作用规律。     

涡流室柴油机燃用乳化油的节油效果

在多种形式的单缸涡流室柴油机上，以各种配比的乳化油进行台架试验．并根据试验结果，着重分析掺水率、乳化油内相颗粒大小、供油提前角和喷油压力等参数对节油效果的影响，得到若干有意义的结论，为在涡流室柴油机上推广应用乳化油提供依据．     

涡流室柴油机燃烧放热率的计算方法

本文评述了涡流室柴油机燃烧放热率计算方法的研究进展；分析了主、副室连接通道的流量系数对放热率计算精度的影响。建立了包括瞬时通道流量系数和具有多种燃料计算功能的放热率计算模型；并给出了Ｓ１９５柴油机燃用柴油的计算突例。本文编制的计算程序有较高的计算精度和广泛的适用范围。     

涡流室式柴油机工作过程计算中若干问题的研究

建立涡流室式柴油机放热规律的热力学计算模型和缸内工作过程的零维模型 在缸内工作过程计算中 ,采用了双韦伯函数作为计算模型 探讨了两个至关重要的参数———流量系数和传热系数的影响及它们的确立 针对S1 95型柴油机的不同工况进行了放热分析和循环模拟 ,并对计算结果进行了对比分析和探讨     

有旋流燃烧器的流场研究

采用ｒ－ｚ子午面与ｒ－θ横截面将三维湍流场进行分解,成功地完成了有旋流湍流场的数值计算。比较分析了直射流与有旋射流的燃烧室内流场的特征。     

喷油定时和涡流比对低温燃烧影响的模拟研究

基于计算流体动力学(CFD)软件和耦合自行编写的程序,对一台柴油机进行低温燃烧模拟研究,对比分析不同废气再循环(EGR)率、喷油定时和涡流比对燃烧和排放的影响.结果表明,随着EGR率增大,燃烧放热过程滞后,缸内压力、温度和放热率峰值和累计放热量降低,壁面油膜生成增加,氮氧化物(NO_x)排放大幅降低的同时,碳烟(soot)、未燃碳氢化物(UHC)和CO排放增加;固定EGR率为40%的同时将喷油定时曲轴转角从353°提前至345°,可使燃烧放热过程适当提前,并有利于提高热效率和改善燃油经济性;保持EGR率为40%,喷油定时曲轴转角为345°时,随着涡流比的增大,soot和UHC排放减少,而CO排放出现先减少后增大的趋势,涡流比为3.0时,综合效果较好.     

涡流室柴油机燃烧系统参数对性能作用规律的研究

研究了涡流室柴油机燃烧系统参数对经济性的作用规律通过选取有代表性的两种涡流室柴油机S1100和S195的燃烧系统主要参数供油提前角、柱塞直径、连接通道宽度和涡流室容积作为正交实验对象,对实验结果进行方差分析得到了涡流室柴油机燃烧系统4种主要参数对经济性的作用规律     

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．     

燃烧室热-声-固耦合数值模拟研究

为减少NO_x等污染物的排放,现代燃气轮机多采用贫油预混燃烧技术,由此产生较为突出的燃烧振荡与燃烧室结构疲劳问题。应用有限元软件建立燃烧室数值模型优化燃烧室模型网格;对比分析进气速度対数值模拟结果的影响;运用单向耦合与双向耦合方法计算分析了燃烧室热-声-耦合特性。研究表明:网格质量在一定程度上影响计算精度,进气速度对数值模拟结果影响较大;相对于声压载荷,热载荷对结构固有频率和振型影响较大,特别是在高频段;双向耦合较单向耦合数值模拟结果与实际情况更为接近。热-声-固耦合分析方法对发动机燃烧震荡机理研究及其抗热-声-固耦合疲劳设计具有应用参考价值。     

圆筒燃烧室旋流流场的研究

本文介绍圆筒燃烧室内双股同心旋转射流物理模型实验与数值模拟的研究结果。数值模拟按著者最近提出的湍流涡量输运方程,采用ψ-ω方法及K-ε湍流双方程模型,Rodi提出的壁函数,以及Spalding教授等提出的计算湍流回流的方法。本文工作表明,用涡量—流函数法及K—ε双方程模型计算强旋流及回流是可行的。     

双卷流燃烧系统的双燃料发动机燃烧排放特性

为解决因生物柴油粘度过大,以及低温燃烧导致的燃油雾化、燃烧性能和排放恶化等问题,利用AMESim软件和AVL_FIRE软件对发动机燃烧室进行双卷流（DS）改造,对喷油提前角、喷孔直径进行优化匹配。结果表明:双卷流（DS）燃烧室燃油分布更加均匀,在运行范围内燃烧速率和功率比浅盆型燃烧室具有更大的优势;同时在加快燃油扩散速率和提高空气利用率方面具有显著的作用;在提高发动机动力性和经济性方面具有明显的优势。采用DS燃烧室、喷油提前角20.6°、喷孔直径0.28 mm组合结构形式的柴油机,其NO排放比原机降低81.83%,指示功率比原机降低7.73%。研究结果可为船用柴油机双燃料低温燃烧性能优化提供一定的指导依据。     

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     

涡流室柴油机瞬时传热率和瞬时传热系数研究

在试验和计算的基础上，提出用瞬时燃气速度替代活塞平均速度计算瞬时传热率和瞬时传热系数，从而提高了精确度．