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高喷油压力下双层分流燃烧室性能的研究

哈尔滨工程大学学报 2020年第3期41卷 318-324页

作者：付垚冯立岩田华隆武强冷先银大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024 江苏大学能源研究院江苏镇江212013

为研究喷油正时和喷油压力及双层分流燃烧室型线对柴油机缸内油气混合和性能的影响,本文应用AVL Fire对采用2种双层分流燃烧室、不同喷油参数条件下的单缸135柴油机额定工况进行了模拟计算。结果表明:提高喷油压力扩大了燃油分布范围,... 详细信息

为研究喷油正时和喷油压力及双层分流燃烧室型线对柴油机缸内油气混合和性能的影响,本文应用AVL Fire对采用2种双层分流燃烧室、不同喷油参数条件下的单缸135柴油机额定工况进行了模拟计算。结果表明:提高喷油压力扩大了燃油分布范围,提高了双层分流燃烧室近气缸壁顶隙空间的利用率;提前喷油正时使更多的燃油喷雾进入上层燃烧空间;较大的上层燃烧空间和喉口直径有利于燃油扩散和顶隙空间的利用以及改善柴油机性能;相较于A型双层分流燃烧室,B型双层分流燃烧室的燃油经济性好,污染物排放少。

关键词：柴油机燃烧室设计双层分流燃烧室油气混合燃烧速度场性能数值模拟

喷孔分布对柴油机双ω燃烧系统性能影响的研究

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兵工学报 2015年第1期36卷 33-39页

作者：魏胜利王飞虎陈欢冷先银江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013 东风商用车技术中心湖北武汉430056

为了改善柴油机喷雾空间分布,提高缸内混合气形成质量,提出了双ω型燃烧室及与之相匹配的双排喷孔的燃烧系统。应用AVL FIRE软件对不同喷孔分布形式的双ω型燃烧室缸内喷雾、混合气形成和燃烧过程进行数值模拟,分析了喷孔分布形式对缸... 详细信息

为了改善柴油机喷雾空间分布,提高缸内混合气形成质量,提出了双ω型燃烧室及与之相匹配的双排喷孔的燃烧系统。应用AVL FIRE软件对不同喷孔分布形式的双ω型燃烧室缸内喷雾、混合气形成和燃烧过程进行数值模拟,分析了喷孔分布形式对缸内当量比分布和温度场及燃烧与排放特性的影响。研究结果表明:适当增加上排喷孔的数目能够有效提高混合气形成质量,改善燃烧过程;采用上排5个、下排3个的喷孔分布形式能够获得较低的氮氧化物和碳烟颗粒排放。

关键词：动力机械工程柴油机双ω型燃烧室双排喷孔数值模拟

氨/柴油双燃料船用中速发动机燃烧及排放特性

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 32-38页

作者：冷先银高晓亮魏胜利何志霞江苏大学能源研究院江苏镇江212000 江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212000

基于一台缸径为400 mm的船用中速柴油机开展计算流体力学(CFD)数值模拟,研究在进气道喷射氨气、缸内直喷柴油的双燃料燃烧模式下发动机的燃烧和排放特性.计算结果表明:随着氨预混合气当量比增加,氨气的燃烧效率提高,但会导致爆压增高;... 详细信息

基于一台缸径为400 mm的船用中速柴油机开展计算流体力学(CFD)数值模拟,研究在进气道喷射氨气、缸内直喷柴油的双燃料燃烧模式下发动机的燃烧和排放特性.计算结果表明:随着氨预混合气当量比增加,氨气的燃烧效率提高,但会导致爆压增高;柴油能量比提高,会提高燃烧效率,但过高的柴油能量比会使柴油燃烧不充分,导致CO排放量增加;适当降低发动机压缩比能延长滞燃期,从而提高燃烧效率和指示热效率.当发动机压缩比为13、氨气预混合气当量比为0.55、柴油能量比为10%时,燃烧爆发压力为18.2 MPa,指示热效率达到47.2%,发动机能够获得较为优越的综合性能.

关键词：船用发动机氨气柴油当量比柴油能量比压缩比

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柴油机喷嘴内线空化对喷雾影响的试验

内燃机学报 2019年第3期37卷 244-250页

作者：孙申鑫何志霞冷先银段炼郭根苗陈舟江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013 江苏大学能源研究院江苏镇江212013

设计3种不同尺寸的锥度孔透明喷嘴,在尽可能抑制壁面空化的情况下研究了喷油压力、喷嘴孔尺寸及针阀升程对喷嘴内线空化的出现规律、强度及瞬态特性的影响,进而对喷雾的影响.结果表明:在喷嘴低针阀升程时会存在起源于针阀锥面处的线空化... 详细信息

设计3种不同尺寸的锥度孔透明喷嘴,在尽可能抑制壁面空化的情况下研究了喷油压力、喷嘴孔尺寸及针阀升程对喷嘴内线空化的出现规律、强度及瞬态特性的影响,进而对喷雾的影响.结果表明:在喷嘴低针阀升程时会存在起源于针阀锥面处的线空化,可轻易延伸至喷孔出口,形态粗壮,引致非常大的喷雾锥角,而随针阀的抬起,这类线空化消失,代之以孔与孔之间的线空化,空化形态较细,对喷雾锥角影响相对很小,这为柴油机启喷阶段和喷油末期喷雾锥角的骤增与波动提供了一种合理解释;喷雾锥角的波动与线空化发展程度及其延伸至喷孔出口处的空化厚度间存在强烈的依存关系;线空化对喷雾的影响存在迟滞现象,这与空化泡喷出喷孔后破裂及流体运动惯性有关.

关键词：柴油机线空化锥度孔喷雾锥角涡旋运动

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双层分流燃烧室内空间利用和喷雾分布的研究

内燃机学报 2020年第3期38卷 193-199页

作者：付垚隆武强冯立岩田江平田华冷先银大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024 江苏大学能源研究院江苏镇江212013

应用可视化方法测试了不同喷油参数条件下3种双层分流燃烧室内的燃油喷雾扩散过程,探讨燃烧室的碰撞台、燃烧空间容积比例、燃烧空间形状等结构特征以及喷油压力和喷油正时等喷油参数对燃烧室内空间利用和燃油喷雾分布的影响.结果表明:... 详细信息

应用可视化方法测试了不同喷油参数条件下3种双层分流燃烧室内的燃油喷雾扩散过程,探讨燃烧室的碰撞台、燃烧空间容积比例、燃烧空间形状等结构特征以及喷油压力和喷油正时等喷油参数对燃烧室内空间利用和燃油喷雾分布的影响.结果表明:提高喷油压力和提前喷油正时均增大了燃油喷雾的分布范围,提前喷油正时使燃油喷雾更早地进入了顶隙空间,降低了燃烧室结构对燃油喷雾分布的影响,但燃烧室的空间利用率下降;降低碰撞台位置和增大上层燃烧空间容积有利于燃烧室顶层空间的利用;剥离面可以促进下层燃烧空间内燃油喷雾的扩散;上层燃烧空间采用凸圆弧底面使燃烧室顶层区域在较早喷油正时时获得了较好的利用.

关键词：柴油机双层分流燃烧室燃油喷雾分布缸内空间利用可视化测试

基于一种新型喷油系统的船用柴油机NO_x排放试验研究

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大连理工大学学报 2011年第6期51卷 781-787页

作者：隆武强冷先银董全杜宝国张旭东闫晓锐张军利肖朝南大连理工大学内燃机研究所辽宁大连116024 陕西柴油机重工有限公司陕西兴平713100 重庆红江机械有限责任公司重庆402162

为了探索采用改进的机械式喷油系统以较低的成本使大功率船用柴油机的NOx排放满足IMO TierⅡ法规的可能性,在一台6PC2-6/2L型柴油机上开展台架试验,验证了自行研发的新型喷油系统,即交叉喷孔油嘴和调压孔式喷油泵,对于降低船用柴油机NO... 详细信息

为了探索采用改进的机械式喷油系统以较低的成本使大功率船用柴油机的NOx排放满足IMO TierⅡ法规的可能性,在一台6PC2-6/2L型柴油机上开展台架试验,验证了自行研发的新型喷油系统,即交叉喷孔油嘴和调压孔式喷油泵,对于降低船用柴油机NOx排放的效果.试验结果表明:交叉喷孔油嘴所产生的扇形喷雾在柴油机气缸的空间分布范围广,混合气更为稀薄,有利于抑制燃烧温度,从而降低NOx排放;将新型喷油系统应用于该柴油机使NOx排放率降低14.3%,同时制动油耗率降低1.5%.新型供油系统进一步优化有望使该柴油机的NOx排放满足IMO TierⅡ排放法规.

关键词：船用柴油机 NOx排放交叉喷孔油嘴调压孔式喷油泵

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预燃室式天然气掺氢发动机燃烧及排放模拟

内燃机学报 2021年第1期39卷 26-33页

作者：冷先银葛琪琪何志霞何东泽隆武强江苏大学能源研究院江苏镇江212013 江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013 大连理工大学能源与动力工程学院辽宁大连116024

为探索掺氢对预燃室式大功率中速天然气发动机燃烧和排放的影响,采用计算流体动力学耦合化学动力学方法,在一台6ACD320型天然气发动机上,对氢气体积分数为0~30%的天然气-氢气混合燃料的燃烧过程进行了数值模拟.结果表明:在天然气中掺氢... 详细信息

为探索掺氢对预燃室式大功率中速天然气发动机燃烧和排放的影响,采用计算流体动力学耦合化学动力学方法,在一台6ACD320型天然气发动机上,对氢气体积分数为0~30%的天然气-氢气混合燃料的燃烧过程进行了数值模拟.结果表明:在天然气中掺氢促使缸内产生了更多的O、OH等活性自由基,从而加速了缸内火焰传播,发动机的指示燃气消耗率下降、指示热效率提高,CO、THC和非甲烷碳氢化合物(NHMC)排放下降,NOx排放上升.对于预燃室式发动机,掺氢增加缸内火焰传播速率的效应主要体现在燃烧过程的后半段,而前半段燃烧过程中,预燃室射流对缸内混合气的湍流激扰效应对缸内湍流燃烧速率起着主导性的作用.综合比较,采用10%的掺氢比对发动机性能和排放较为有利.

关键词：内燃机天然气掺氢射流点火燃烧排放模拟

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内/外交叉孔喷嘴内部和近场流动特性的试验

内燃机工程 2018年第2期39卷 35-42页

作者：金煜冷先银陈广平王谦何志霞江苏大学能源与动力工程学院镇江212013 江苏大学能源研究院镇江212013 中船动力有限公司镇江212002

为认识内/外交叉孔喷嘴的内部空穴流动和近场喷雾特性,采用常规圆孔、外交叉孔和内交叉孔三种孔型的喷嘴在不同喷射压力、子喷孔交叉角度及出口中心距下进行了比例放大的喷嘴内部流动与喷雾近场可视化试验。试验结果表明:不同于圆形喷... 详细信息

为认识内/外交叉孔喷嘴的内部空穴流动和近场喷雾特性,采用常规圆孔、外交叉孔和内交叉孔三种孔型的喷嘴在不同喷射压力、子喷孔交叉角度及出口中心距下进行了比例放大的喷嘴内部流动与喷雾近场可视化试验。试验结果表明:不同于圆形喷孔的近轴对称射流,内/外交叉孔喷嘴由于燃油的内/外部碰撞冲击作用,射流主要在与两个子喷孔中心线所处平面正交的平面(扩散面)上径向扩散,形成扇形射流。外交叉孔喷嘴喷雾扩散最为显著,其在扩散面上的液滴分散到喷嘴以下180°范围内,内交叉孔喷嘴扩散次之,两者扩散效果均远强于常规圆孔。此外,随喷射压力的提高,常规圆孔喷嘴在0.30MPa左右产生空穴,并迅速发展为水力柱塞流状态;外交叉孔喷嘴也在0.30MPa左右产生空穴,并逐渐发展至喷孔出口附近,但至1.0MPa也未出现水力柱塞流状态;内交叉孔喷嘴内始终无空穴产生。

关键词：喷嘴交叉孔碰撞交叉角度内部流动近场喷雾

Miller循环中速柴油机燃烧和排放特性的模拟

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中南大学学报（自然科学版） 2014年第12期45卷 4407-4414页

作者：冷先银赵强隆武强田江平魏胜利王爱国钟兵王红新江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013 陕西柴油机重工有限公司陕西兴平7131003 大连理工大学内燃机研究所辽宁大连116023

为探索某船用中速柴油机在Miller循环条件下的燃烧和NOx排放特性,采用三维CFD计算程序模拟该机的缸内工作过程,探讨充量温度、喷油定时和几何压缩比等参数对燃烧和NOx排放的影响。研究结果表明:随着充量温度的降低,滞燃期曲轴转角和最... 详细信息

为探索某船用中速柴油机在Miller循环条件下的燃烧和NOx排放特性,采用三维CFD计算程序模拟该机的缸内工作过程,探讨充量温度、喷油定时和几何压缩比等参数对燃烧和NOx排放的影响。研究结果表明:随着充量温度的降低,滞燃期曲轴转角和最高压力升高率持续增加,而指示油耗率和NOx排放率都呈现先降低后升高的趋势;在较低充量温度下,延迟喷油定时对滞燃期曲轴转角的影响不太大,而增加几何压缩比可以有效缩短滞燃期曲轴转角,进一步降低NOx排放;综合优化上述参数,得到的最优方案使该型柴油机额定负荷NOx排放降低52.4%,且在所计算的曲轴转角范围内指示燃油消耗率基本保持不变。

关键词：中速柴油机 Miller循环燃烧排放数值模拟温度压缩比