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文献检索:
  • 利用激波管对2-甲基四氢呋喃自燃特性的研究
  • 利用激波管测量了2-甲基四氢呋喃(MTHF)在压力为0.12~1.00,MPa、温度为1,050~1,800,K、当量比为0.5~2.0及燃料摩尔分数为0.25%,~1.00%,下的滞燃期,结果表明:MTHF滞燃期随温度、压力和燃料摩尔分数的增大而减小,随当量比的增大而增加,并利用试验结果拟合出滞燃期随相关参数变化的阿累尼乌斯关系式;然后用两个机理(Kai机理和Luc机理)对滞燃期进行了模拟,其中Luc机理对滞燃期的预测明显偏低,而Kai机理与试验数据吻合较好,只是在低温浓混合气时预测值偏低,将其底层机理用NUI机理替换后高、低温情况下模拟值与试验值都能较好地吻合.敏感性分析显示,高温时对滞燃期影响最大的反应为H+O_2=O+OH,当温度降低时,该反应影响减少,而燃料裂解与脱氢反应对滞燃期的影响增大.路径分析显示,高温下MTHF的消耗以裂解反应为主,温度降低时,裂解反应对燃料消耗量的贡献率降低,而脱氢反应成为消耗燃料最主要的路径.
  • 喷射参数对柴油机预混燃烧和排放的影响
  • 采用试验和数值模拟方法研究了中、小负荷下,喷油模式和喷油定时对柴油机预混燃烧和排放的影响.结果表明:小负荷(平均指示压力约为0.45,MPa)、单次喷油模式及喷油定时为35°,CA BTDC时,油束的撞壁位置将形成的混合气分为燃烧室上方和活塞凹坑两部分,可充分利用整个气缸内的空气形成均质混合气,此时的NOx排放最低.平均指示压力(IMEP)约为0.7,MPa时,采用单次喷油模式,喷油量增多,喷油持续期延长,混合时间缩短,碳烟、CO和UHC排放急剧升高;在混合时间和混合空间的共同作用下,喷油定时为35°,CA BTDC时获得最佳折中排放.IMEP约为0.7,MPa时,与单次喷油模式相比,采用多次喷油模式,将喷油量分为4个脉冲喷入缸内,增加了每个脉冲的混合时间,并且改善了燃氧混合空间,形成更均质的混合气,大幅降低了碳烟、CO和UHC排放;喷射定时为80、65、50和35°,,CA BTDC时获得最佳排放.
  • 加载参数对柴油机恒转速增转矩瞬态工况的试验
  • 以一台高压共轨、增压中冷的重型柴油机为研究对象,研究了不同加载率、加载起始点以及加载持续时间对恒转速增转矩加载过程的影响.定义了"平均增量空燃比"和"空燃比平均减速度"两个参数,分别用于评价加载过程中供气相对于供油的响应速率和空燃比的降低速率.研究发现:加载率越大或者加载起始点负荷越小,供气滞后越严重,燃油消耗率、烟度以及CO排放增加,但NOx排放降低.燃油消耗率和烟度排放的主要恶化区分别集中在加载过程的前期和后期;随着加载持续时间增大,供气响应性能虽有改善,但空燃比较稳态值仍明显降低,燃油消耗率、烟度和CO排放性能恶化.另外,加载持续时间对瞬态烟度和CO峰值排放存在拐点.
  • 喷油时刻及压力对直喷式汽油机低速早燃的影响
  • 通过一台单缸增压直喷汽油机,对比了低速早燃和正常燃烧的循环特征、压力振荡强度和振荡频率,开展了不同喷油时刻和不同喷油压力对低速早燃频次及强度影响的试验.结果表明:低速早燃由于自燃时刻不同可以引发普通爆震和超级爆震,超级爆震发生时可能伴随有超声速的冲击波或爆轰波产生.推迟喷油时刻,低速早燃频次呈现先增加后降低的趋势.喷油时刻由300°,CA BTDC推迟到240°,CA BTDC时,低速早燃和超级爆震频次分别降低了96.0%,和88.2%,,超级爆震强度也显著降低.喷油压力从6,MPa提高到12,MPa会导致低速早燃频次增加,继续提高喷油压力,低速早燃和超级爆震频次均有所降低.喷油时刻及压力的改变会导致气缸壁机油稀释和碳烟颗粒物排放发生变化,因而推测上述两种物质均有可能导致低速早燃发生.
  • 燃油组分对汽油机颗粒物及可挥发性有机物排放的影响
  • 通过试验研究了燃油组分对进气道喷射(PFI)和缸内直喷(GDI)汽油机颗粒物及可挥发性有机物(VOCs)排放的影响.结果表明:燃油中的芳烃、烯烃和硫含量越高,颗粒排放也越高;通过添加少量甲基茂基三羰基锰能够保证不降低辛烷值的同时减少燃油芳香烃与烯烃含量从而使颗粒物排放降低;往燃油中添加10%,乙醇对颗粒物排放影响不大.PFI发动机排放的颗粒物成分主要由有机物(OM)组成,无机离子与元素碳(EC)含量较少.而GDI发动机排放的颗粒物主要以EC、OM为主,无机离子成分很少.燃油中芳烃含量越高,其颗粒物中多环芳烃(PAHs)的排放也越高,毒性也更强;燃油中烯烃含量的上升对颗粒物中PAHs的排放影响不大,但是其排放颗粒物中PAHs的毒性变强.检测到汽油机排放的VOCs由70余个物种组成,主要是烷烃、烯烃、芳烃、含氧挥发性有机物和炔烃.燃用高芳烃含量燃油,VOCs中芳烃比例有所上升.
  • 喷嘴结构对喷雾特性的影响
  • 为了解高压共轨喷嘴结构对喷雾的影响,试验采用三维相位多普勒粒子分析仪(PDPA),在高喷射压力条件下研究了不同的喷嘴结构的喷雾粒径空间分布情况.结果表明:高压燃油喷雾的粒径分布呈现轴线大、两边小的趋势,并在喷雾边缘稍微增加;同时随着喷射压力的增加,喷雾索特平均直径(SMD)的分布呈现粒径减小的趋势,小粒径区域逐渐向喷嘴顶端靠近,喷雾雾化效果随喷射压力增加而改善.随着喷孔直径的减小,喷雾总体SMD呈减小趋势;当喷孔直径减小到一定程度时,进一步减小喷孔直径对喷雾雾化效果的影响逐渐减弱.孔径为0.18,mm的喷嘴,喷雾SMD随着长径比(L/D为3.89~5.00)的增加而增大;孔径为0.13,mm的喷嘴,喷雾SMD随着长径比(L/D为5.38~7.69)的增加而降低.
  • 柴油、正丁醇及其混合燃料单液滴蒸发特性的试验
  • 为了探明添加正丁醇对柴油蒸发特性的影响,采用石英丝挂滴技术研究了不同温度下正丁醇、柴油及其混合燃料的蒸发特性,并利用高速摄像技术记录了液滴蒸发过程中直径和形态的变化.研究表明:与柴油两阶段蒸发特性相比,正丁醇瞬态加热阶段较短,正丁醇比柴油蒸发快,且提高环境温度可以降低正丁醇与柴油蒸发特性的差异性.正丁醇/柴油混合燃料比柴油蒸发快,正丁醇添加主要影响柴油蒸发过程的前阶段.高温下,与柴油相比,正丁醇/柴油混合燃料的蒸发特性发生根本变化,其蒸发过程呈现三阶段蒸发特性,液滴出现气泡生成、膨胀和喷气现象,液滴直径波动剧烈,这是由于正丁醇/柴油混合燃料沸点差异性导致的.
  • 直喷内燃机高压喷雾碰壁模型的开发
  • 基于低压和高压喷雾碰壁后液滴运动形态的差异,分析了现有喷雾碰壁模型在模拟高压喷雾时的不足,提出了针对高压喷雾碰壁模拟的数值模型.该模型基于柴油喷雾碰壁的试验数据,并引入了壁面射流理论来估计靠近壁面的气相速度.针对高压喷雾碰壁后壁面喷雾的运动特点,增加了液滴升力的计算.通过与柴油喷雾碰壁试验进行对比,结果表明:新模型对高压喷雾碰壁液滴运动轨迹的计算更准确,并成功地再现了壁面喷雾前端的涡旋.此外,新模型的网格依赖性也被极大地降低.与传统喷雾碰壁模型相比,新模型更适合直喷发动机中的喷雾碰壁模拟,具有很强的工程实用价值.
  • 超临界汽油燃料及其替代混合物的物性
  • 汽油机超临界/跨临界喷射燃烧的研究离不开可靠的燃油物理性质,在较大温度范围内评估了12种汽油替代混合物在预测汽油的临界温度、临界压力、密度、动力黏度和定压比热方面的能力.采用8种关联式估算出汽油的临界温度和临界压力,平均值分别为550.4,K和3.092,MPa.替代混合物临界温度估算值为538.9,K(Sur,4)到586,K(Sur,5)之间,临界压力估算值在2.57,MPa(Sur,1)到3.244,MPa(Sur,10)之间,其中Sur,8的临界参数与汽油最接近.通过美国国家标准与技术研究院开发的物性计算软件SUPERTRAPP计算汽油替代混合物的密度、动力黏度和定压比热值并与测试结果对比,结果显示:预测密度、比热和黏度准确性最高的分别是Sur,8(平均绝对偏差A_(AAD)为7.292%,)、Sur,2(A_(AAD)为8.929%,)和Sur,10(A_(AAD)为10.976%,),综合平均绝对偏差最小的为Sur,4(13.149%,).
  • 基于CFD及稳流试验的柴油机进/排气系统的性能
  • 以R180单缸卧式水冷涡流室式柴油机进/排气系统为研究对象,采用计算流体动力学(CFD)技术与稳流试验相结合的方法,对涡流室式柴油机进/排气系统的性能展开研究,对进/排气道、空气滤清器和消声器结构进行优化设计,减少流动阻力,提高进气量和减少残余废气量,改善柴油机的性能和降低排放.整机性能试验表明:进/排气系统优化后,速度特性上的充量系数均增大,标定工况下燃油消耗率降低了3.0%,;CO、HC+NOx和PM排放的实测值分别为2.209、4.520和0.561,g/(k W·h),相比原机分别降低了26.7%,、7.0%,和9.3%,.
  • 基于振动速度信号在线识别最大压力升高率
  • 利用巴特沃斯低通滤波器和模式识别方法对实测振动速度信号进行预处理,处理后的振动速度与压力升高率有较强的相关性.据此,提出了利用预处理后的振动速度信号在线识别最大压力升高率的新方法.在195单缸柴油机上对该方法的可行性进行了试验验证,结果显示:在试验数据范围内,利用振动速度信号和利用缸压曲线得到的最大压力升高率随循环数呈一致的变化规律,二者偏差在±6.5%,,以内.由此表明,基于振动速度信号在线识别最大压力升高率的方法是可行的.
  • O_3/N_2气氛下离线再生DPF的影响因素
  • 建立了O_3/N_2气氛下柴油机微粒捕集器(DPF)离线再生的数值模型,探究了气源位置、气源流量和O_3浓度等因素对DPF离线再生的影响规律,并对再生模型进行了验证.结果表明:在O_3/N_2气氛下对DPF进行离线再生,最大温度梯度远小于该DPF的安全温度梯度限值.减小气源距DPF前端的流通距离,适当增大气源流量和O_3浓度均有利于提高再生速率.但O_3浓度过大会导致再生过程中壁面温度峰值显著增大.对DPF离线再生影响因素的数值模拟进行研究,对进一步开展的O_3/N_2气氛下DPF的离线再生试验起到理论指导作用.
  • 发动机前端附件驱动系统布局分析与计算
  • 发动机前端附件驱动系统布局对其性能有重要的影响,探讨了发动机前端附件驱动系统布局设计的要点,给出了自动张紧器的张紧臂支点位置和张紧臂角度确定的原则和计算方法,分析了自动张紧器弹簧刚度、臂长等参数对多楔带张力的影响.提出了发动机前端附件驱动系统多楔带张力的计算方法,讨论了附件轮布置次序对发动机前端附件驱动系统稳态特性的影响,并提出了改善附件驱动系统性能的方法.最后,给出了一个实例,验证了提出的计算方法的有效性.
  • 利用激波管对2-甲基四氢呋喃自燃特性的研究(王井山;樊祥山;杨康康;王锡斌)
    喷射参数对柴油机预混燃烧和排放的影响(鹿盈盈;苏万华;裴毅强)
    加载参数对柴油机恒转速增转矩瞬态工况的试验(许允;张龙平;田径;刘忠长;丁云龙;牛吉祥)
    喷油时刻及压力对直喷式汽油机低速早燃的影响(饶小康;卫海桥;冯登全;潘明章;裴自刚)
    燃油组分对汽油机颗粒物及可挥发性有机物排放的影响(郑荣;李梦仁;王银辉;牛贺;胡敏;帅石金)
    喷嘴结构对喷雾特性的影响(姚春德;耿培林;银增辉;胡江涛;杨子明;陈大陆)
    柴油、正丁醇及其混合燃料单液滴蒸发特性的试验(马小康;张付军;韩恺;王英敏;杨波)
    直喷内燃机高压喷雾碰壁模型的开发(邓鹏;韩志玉[1,2])
    超临界汽油燃料及其替代混合物的物性(郑朝蕾;刘冰;陈玉)
    基于CFD及稳流试验的柴油机进/排气系统的性能(刘胜吉;曾瑾瑾;韩维维;陈勇;王建)
    基于振动速度信号在线识别最大压力升高率(赵秀亮;程勇;王丽梅;纪少波)
    O_3/N_2气氛下离线再生DPF的影响因素(徐辉;蔡忆昔;李小华;施蕴曦;李伟俊)
    发动机前端附件驱动系统布局分析与计算(冯骁;上官文斌;邓建向;陈强;王军成)
    《内燃机学报》封面

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