自由活塞式柴油机缸内流动过程研究

基于活塞运动规律对缸内流动过程的意义,采用等效转速变换法分析压燃式自由活塞内燃发电动力系统活塞运动特点,通过理论计算及三维数值仿真研究了活塞运动对缸内流动影响。CFD仿真的结果与理论计算结果基本一致。研究表明:与传统机型相比,自由活塞机型在上下止点附近的等效转速较高,中途位置相对较低。这导致其挤流与逆挤流峰值偏高,持续时间较短,二者平均湍动能曲线存在一定差异。      

改变燃烧室形状对135系列柴油机燃烧效果影响的数值模拟

使用通用的计算流动软件Star-CD,对具有螺旋进气道的135系列柴油机采用四种不同燃烧室时的进气和燃烧过程进行数值模拟,并对结果进行对比研究.柴油机燃烧室包括偏心ω燃烧室、长脖ω燃烧室、双ω燃烧室,及作为标定用的平顶燃烧室.计算结果表明:采用偏心ω燃烧室时具有相对最高的缸内平均温度、缸内压力和燃油蒸发率.分析结果认为,135系列柴油机采用偏心ω燃烧室时具有相对好的燃烧效果和工作性能.     

城市道路轻型汽油车细颗粒物的排放特性

为研究轻型汽油车在南京市区道路上的细颗粒物排放特征,建立了车载测试系统.通过对比实际道路和底盘测功机测试结果探讨了机动车速度、加速度及行驶工况对细颗粒物排放的影响.实际道路下,加速状态下的车辆颗粒物数量、质量浓度明显高于其他行驶状态;在低速情况下,核模态(Dp＜50 nm)细颗粒物数量浓度较大,高速条件下积聚模态(50 nm＜Dp＜565 nm)的颗粒数量较多.底盘测功机试验的颗粒物平均数量浓度为车载试验下的1.62倍,但质量浓度仅为车载试验的0.18倍.粒径100 nm以下的细颗粒物数浓度占整个测试的绝大部分.高速及急加速下,车辆会产生更多细颗粒物.结果表明:实际道路轻型汽油车的细颗粒物排放特性可用该车载系统来描述.     

甲醇均质压缩燃烧缸内取样及检测分析方法

为研究均质压燃条件下,缸内残余热废气中化学物质的成分及其对甲醇燃料低温氧化过程的影响,在Ricardo单缸四冲程发动机上利用改装的GDI直喷嘴建立了缸内取样系统,参照美国EPA大气中醛酮类物质的采集标准设计了样气采集系统,并进行了热废气状态下甲醇均质压缩燃烧低温氧化过程中间产物的缸内采样实验．利用2,4-二硝基苯肼（DNPH）衍生化法对样气中的醛酮类物质进行了富集,进而利用高效液相色谱技术对其进行了定性和定量分析,通过穿透实验、洗脱实验及标准曲线制作研究了低浓度醛酮类物质的采样和分析方法．实验结果表明,热废气中含有一定浓度的甲醛、乙醛、丙酮和丙烯酮等物质,且这些物质参与了甲醇最初的低温氧化过程．     

内燃机燃烧过程仿真计算的双精度系统设计

缸内燃烧仿真计算双精度系统由8种类型的约100个双精度子系统程序块组成.它们分别是主程序块、子例行程序块、函数子程序块、内部函数块、公共区块、数据文件块和数据库块.每个程序块可以通过隐含双精度定义,双精度类型说明或常数双精度指数表示实现双精度计算.在-1.0×1038～1.0×1038且保留7位小数的取值范围内,输入和输出数据不受数据类型的影响,单精度和双精度可以互换通用以提高仿真效率.     

米勒循环对增压直喷汽油机性能影响的仿真分析

以一台面向混合动力开发的米勒循环发动机为研究对象,建立了基于130°包角进气凸轮轴的一维流体动力学模型。采用该模型仿真分析了进气门开启时刻（IVO）、排气门关闭时刻（EVC）独立调节、联合调节下米勒循环对发动机性能的影响。结果表明：随着米勒循环加深,低负荷下,进气道废气重吸收质量增加,充量系数降低,泵气损失（PMEP）减小,比油耗（BSFC）降低;中负荷下,充量系数增大,泵气损失显著减小,50%累积放热率的曲轴转角（CA50）减小,比油耗降低;高负荷下,比油耗激增。进排气门联合调节可进一步改善发动机的性能,最佳油耗点的热效率提高了0.43%。     

内燃机缸内流场测量示踪粒子的选取与供给

为了了解内燃机缸内流场状况，研究了使用激光粒子图像PIV测量技术时示踪粒子的选取原则和添加方法，介绍了自行研制的带有Laskin喷嘴的新型粒子添加装置及其在实际发动机缸内流场测量中的具体应用．结果表明，该装置可以产生粒径均匀的液态示踪粒子，这些粒子具有良好的跟随性和光散射特性，所得的PIV测量结果比较理想．     

轻型电喷汽油车稳态工况的排放特性

为了研究电喷汽油车运行工况对排放物的影响规律,利用底盘测功机和定容取样方法,测试了稳态下各排放物的浓度,计算了排放因子,分析了车速、载荷和挡位对排放因子的影响。研究结果表明:CO、HC和NOx排放因子大体上随车速的升高而降低,但在高挡、高速时CO和NOx排放因子略有回升,HC排放因子变化不大,CO排放因子随载荷的增大略有升高,HC和NOx排放因子基本没有变化;排放因子随挡位的变化与车速有关,低速时采用低挡排放因子较低,但在高速时应采用高挡;不同运行工况下催化转化器的转化效率也是影响排放因子的因素之一。     

天然气缸内直喷发动机在不同喷射和点火时刻下的排放与燃烧特性

在一台缸内直喷火花点火天然气发动机上对不同喷射时刻和点火时刻下的微粒排放进行了试验研究,并对相关的燃烧和排放特性进行了分析.研究结果表明:随着喷油时刻和点火时刻的提前,发动机微粒排放增多;峰值粒径出现在29 nm附近,数量浓度达到1×107cm-3,而微粒的粒径分布没有发生太大变化;火焰发展期随着喷油时刻的提前而缩短,快速燃烧期在190°时达到最小值;随着点火时刻的提前,火焰发展期变长,快速燃烧期先减小后增大;NOx和HC排放均随喷油时刻和点火时刻的提前而增大.     

喷射时刻和掺氢比对直喷发动机燃烧特性的影响

在缸内直喷火花点火发动机上对天然气掺混氢气的体积分数为0％～18％的混合燃料不同喷射时刻下发动机的燃烧和排放特性进行了试验研究．研究结果表明：对于给定的喷射持续期和点火时刻，喷射时刻对发动机性能、燃烧和排放有较大影响，喷射太迟燃烧持续期长，放热速率慢，喷射过早会导致充量系数下降；对于给定转速，发动机存在一个最佳的喷射时刻，此时缸内最高压力升高率和最高燃气平均温度高，燃烧持续期短，燃烧过程定容度高，发动机热效率高，HC排放低；在同一喷射时刻下，当氢气的体积分数小于10％时，HC排放略有上升，当氢气的体积分数达到18％时，发动机HC排放与纯天然气排放水平相当；掺氢对NOx、CO和CO2排放影响不大．