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基于数字图像处理的LPG喷雾特性试验研究

内燃机学报 2007年第1期25卷 60-65页

作者：许伯彦齐运亮山东建筑大学机电工程学院山东济南250101

使用高速纹影摄影和数字图像处理方法研究了具有相同喷孔直径的两个分别带有和不带双孔分流套的单喷孔喷嘴在MPI喷射条件下液态LPG燃料的自由喷雾过程,测量了喷雾贯穿距离、投影喷雾面积、喷雾体积和喷雾锥角等喷雾特性。通过与手工测... 详细信息

使用高速纹影摄影和数字图像处理方法研究了具有相同喷孔直径的两个分别带有和不带双孔分流套的单喷孔喷嘴在MPI喷射条件下液态LPG燃料的自由喷雾过程,测量了喷雾贯穿距离、投影喷雾面积、喷雾体积和喷雾锥角等喷雾特性。通过与手工测量结果对比证明了数字图像处理方法测量结果的有效性。试验结果表明:喷射压力越高,喷雾贯穿距离、投影喷雾面积和喷雾体积越大,而喷雾锥角越小;带有双孔分流套的喷嘴雾化效果好,更有利于形成均匀混合气;在喷雾中期和后期,不带双孔分流套的喷嘴的喷雾贯穿距离长,但在喷雾初期的一段时间内,却比带有双孔分流套的喷嘴的喷雾贯穿距离短。

关键词： LPG 喷雾纹影图像处理

用激光诱导荧光法研究缸内直喷LPG混合气分布

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内燃机学报 2009年第6期27卷 481-486页

作者：马骁何旭齐运亮帅石金许伯彦清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084 山东建筑大学机电工程学院山东济南250101

使用平面激光诱导荧光法(PLIF)对缸内直喷液化石油气(LPG)混合气分布进行了定量研究。测试结果表明,在点火时刻压缩冲程喷射形成分层混合气,其浓区处于火花塞附近,且60℃A BTDC喷射形成的混合气分层效果优于90℃A BTDC喷射,而进气冲程(... 详细信息

使用平面激光诱导荧光法(PLIF)对缸内直喷液化石油气(LPG)混合气分布进行了定量研究。测试结果表明,在点火时刻压缩冲程喷射形成分层混合气,其浓区处于火花塞附近,且60℃A BTDC喷射形成的混合气分层效果优于90℃A BTDC喷射,而进气冲程(290℃A BTDC)喷射形成了较均匀的混合气。60℃A BTDC喷射形成的混合气浓区集中难以扩散,浓区位置受涡流运动影响较大,而90℃A BTDC喷射的混合气分布未见明显的集中浓区,在30℃A BTDC后形成较均匀的混合气。在统计区域内,60℃A BTDC喷射形成的混合气循环变动低于90℃A BTDC和290℃A BTDC喷射的循环变动。

关键词：液化石油气激光诱导荧光法直喷缸内混合气

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乙醇柴油混合燃料碳烟特性可视化研究

工程热物理学报 2010年第12期31卷 2141-2144页

作者：何旭马骁齐运亮王建昕清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084 山东建筑大学机电工程学院山东济南250101

在一台电控共轨光学发动机上,采用高速摄影法,对不同掺混比例的乙醇柴油混合燃料进行研究,获取了缸内燃烧火焰图像,通过双色法得到表征碳烟总体分布的KL因子,分析了乙醇这种含氧生物质燃料对缸内燃烧过程和碳烟生成特性的影响。研究结... 详细信息

在一台电控共轨光学发动机上,采用高速摄影法,对不同掺混比例的乙醇柴油混合燃料进行研究,获取了缸内燃烧火焰图像,通过双色法得到表征碳烟总体分布的KL因子,分析了乙醇这种含氧生物质燃料对缸内燃烧过程和碳烟生成特性的影响。研究结果表明,随着乙醇掺入比例的增加,滞燃期相对延长,燃烧持续期缩短,火焰的亮度和分布面积都随之下降。KL因子的最高浓度降低,碳烟浓区的分布区域减小,碳烟的氧化进程加快。

关键词：乙醇柴油双色法可视化碳烟

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稀薄环境自燃与压力振荡关系的实验研究

工程热物理学报 2019年第10期40卷 2440-2446页

作者：范钦灏齐运亮王志清华大学汽车节能与安全国家重点实验室

利用快速压缩机光学诊断,研究了压缩着火和火花点火辅助压缩着火方式下,当量比为0.4的异辛烷混合气的自燃特征与相应的爆震强度。通过分析燃烧过程图像和压力振荡特征讨论了混合气自燃与产生压力振荡的关系。结果表明:在有效温度为730~8... 详细信息

利用快速压缩机光学诊断,研究了压缩着火和火花点火辅助压缩着火方式下,当量比为0.4的异辛烷混合气的自燃特征与相应的爆震强度。通过分析燃烧过程图像和压力振荡特征讨论了混合气自燃与产生压力振荡的关系。结果表明:在有效温度为730~830 K的低压区,混合气自燃与压力振荡解耦;相近工况条件下,火花点火辅助压缩着火能够大幅缩短滞燃期并增加爆震强度;有效温度大于850 K时,"爆而不震"区域消失,但爆震强度对热力状态不敏感。

关键词：自燃压力振荡爆震强度空气稀释快速压缩机

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柴油醇的燃料性质和排放特性

机械工程学报 2007年第2期43卷 156-162页

作者：许伯彦张为宾齐运亮蔡少娌山东建筑大学机电工程学院济南250101 济南铁道职业技术学院机械工程系济南250013 济南大学机械工程学院济南250022

为解决柴油醇在应用中存在的相分离、十六烷值低下等问题,提出一种由中碳醇+低分子醚+高分子聚合物+有机硝酸酯构成的复合添加剂。结果表明:添加1％-2％容积百分比的复合添加剂后,柴油醇的溶解度明显提高;并且发动机的冷启动试验也表明... 详细信息

为解决柴油醇在应用中存在的相分离、十六烷值低下等问题,提出一种由中碳醇+低分子醚+高分子聚合物+有机硝酸酯构成的复合添加剂。结果表明:添加1％-2％容积百分比的复合添加剂后,柴油醇的溶解度明显提高;并且发动机的冷启动试验也表明加入复合添加剂后,柴油醇的着火性能已同于柴油的水平。由发动机台架试验还研究了柴油和不同乙醇掺合率的柴油醇给与发动机的燃料经济性、排气烟度和THC、CO、NOx气体排放的影响。结果表明:柴油醇以重量计的比油耗较柴油的相应地增加,但以能量计的有效热效率却较柴油的略有提高;各种乙醇掺合率下的排气烟度都大幅地降低;NOx排放浓度则随负荷增加而逐渐增大,但在高负荷工况时,随乙醇掺合率的增加,NOx排放浓度呈下降趋势。

关键词：柴油醇相分离增溶剂十六烷值提高剂排放特性

液态LPG燃料喷射过程的数值解析及可视化试验

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内燃机学报 2009年第2期27卷 146-152页

作者：许伯彦耿德强齐运亮刘红艳蔡少娌山东建筑大学机电工程学院山东济南250101 济南铁道职业技术学院机械工程系山东济南250013 济南大学机械工程学院山东济南250022

对原通用FIRE CFD软件中的喷雾模型进行了修正、在蒸发方程中增加了由于燃料过热度而引起的蒸发量变化的项之后,将喷嘴内部流动过程的解析获得的喷孔出口的实际流通截面积、压力、流速作为计算的初始条件,数值解析了液态LPG的喷雾发展... 详细信息

对原通用FIRE CFD软件中的喷雾模型进行了修正、在蒸发方程中增加了由于燃料过热度而引起的蒸发量变化的项之后,将喷嘴内部流动过程的解析获得的喷孔出口的实际流通截面积、压力、流速作为计算的初始条件,数值解析了液态LPG的喷雾发展过程以及在进气歧管模型内的反射过程。并且与光学纹影试验结果进行了比较,验证了解析方法的可行性。在这个基础上,进一步考察了不同喷射压力时的LPG喷雾贯穿距离和索特平均直径(SMD),在减压沸腾现象发生时,离开喷孔出口的液滴的索特平均直径(SMD)迅速地减小。当把电控汽油机直接改装成液态LPG喷射发动机时,应考虑反射的LPG-空气混合气到达进气歧管入口可能引起的各缸间吸气干涉的问题。

关键词：液态LPG 喷雾数值解析可视化

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机油诱发增压汽油机早燃的多维模拟

汽车工程 2018年第1期40卷 1-6页

作者：王方王志齐运亮刘永峰北京建筑大学机电与车辆工程学院城市轨道交通车辆服役性能保障北京市重点实验室北京100044 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

低速大负荷工况下,高功率密度增压汽油机会产生一种由早燃引起的,破坏性极大的非正常燃烧现象——"超级爆震"。本文中采用CFD耦合化学反应动力学对一台增压热力学单缸汽油机中由机油液滴诱发的早燃进行了多维数值模拟。研究中采用离散... 详细信息

低速大负荷工况下,高功率密度增压汽油机会产生一种由早燃引起的,破坏性极大的非正常燃烧现象——"超级爆震"。本文中采用CFD耦合化学反应动力学对一台增压热力学单缸汽油机中由机油液滴诱发的早燃进行了多维数值模拟。研究中采用离散液滴模型模拟了机油喷入燃烧室内与燃油空气混合气发生混合的物理过程,采用一种简化的化学反应机理(包含十六烷、异辛烷)模拟了机油/燃油/空气混合气在燃烧室内的化学反应过程。模拟结果与台架试验结果一致,说明模拟可以预测发动机中的早燃现象。结果表明,机油液滴的引入会促使增压汽油机发生早燃现象。随着机油喷射时刻的推迟,机油的蒸发量增加,可燃混合气发生早燃的时刻提前。

关键词：增压汽油机早燃机油液滴

多点电控液态LPG喷射发动机燃料喷雾的可视化试验研究

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多点电控液态LPG喷射发动机燃料喷雾的可视化试验研究

作者：齐运亮山东建筑大学

学位级别：硕士

液化石油气(LPG)因其良好的经济性和低污染排放已成为优良的汽车代用燃料之一。但目前广泛应用的采用气态LPG燃料供应方式的发动机与原汽油机相比,普遍存在动力性下降的缺点,而采用进气道多点液态LPG喷射(MPLI)可有效地解决这个问题。... 详细信息

液化石油气(LPG)因其良好的经济性和低污染排放已成为优良的汽车代用燃料之一。但目前广泛应用的采用气态LPG燃料供应方式的发动机与原汽油机相比,普遍存在动力性下降的缺点,而采用进气道多点液态LPG喷射(MPLI)可有效地解决这个问题。但是液态LPG在喷出后会产生闪急沸腾现象,导致LPG的喷雾过程和汽油的有较大差别,而燃油喷雾混合过程是发动机缸内热力过程的基础,因此,研究掌握燃料的喷雾特性对研究混合气形成、优化燃烧和排放性能具有重要的意义。为此,本文使用可视化方法研究了液态LPG的喷雾特性。伴随着液态LPG的闪急沸腾,在喷雾体周围会有大量LPG蒸气产生。为观察到蒸气的存在,更全面地了解LPG喷雾的发展状况,基于对由密度梯度引起的折射率梯度敏感的纹影方法建立了光学纹影可视化试验台,并设计、制作了控制装置控制使液态LPG喷嘴和高速CCD相机按照一定的脉冲时序工作以拍摄特定时刻的喷雾图像。通过对试验系统中存在的误差的分析,提出了减小误差的措施,提高了试验结果的可信度。在此基础上分别获得了单、双孔喷嘴在0.5Mpa、1.0Mpa、2.0Mpa喷射压力下时间间隔为0.1ms的喷雾图像序列。为全面衡量比较不同喷射条件下的喷雾的发展过程,在喷雾贯穿距离和喷雾锥角之外,又提出了投影喷雾面积和喷雾体积两个参数并给出了相应的定义和计算方法。并根据获得的液态LPG的喷雾图像重新定义了喷雾锥角。利用计算机图像处理技术获取了不同喷射时刻液态LPG喷雾的形状、贯穿距离、喷雾锥角等特征参数,与手工测量的结果对比显示,两种测量结果的相差百分率仅有一个时刻超过了5%,为5.01%,其余绝大部分均在±3%以内,从而验证了计算方法的准确性和通过图像处理技术获得的喷雾轮廓的可靠性。对比结果还显示采用计算机图像处理技术获取液态LPG喷雾特征的测量效率比单纯的手工方法测量至少提高25倍以上。由上述的研究表明:随喷射压力的增加,液态LPG喷雾的贯穿距离、投影喷雾面积和喷雾体积增加,而喷雾锥角减小;而4气门发动机采用的双孔喷嘴的雾化效果更好,有利于混合气的形成;这是由于在较高的喷射压力下喷出的液态LPG喷流首先与双孔喷嘴头部的分流套碰撞后,被分流成两油束,经分流孔导流喷出。这个过程也加速了喷雾的蒸发,因此在光学纹影方法下可以观察到经双孔喷嘴喷出的液态LPG的喷雾贯穿距离在喷射开始的一段时间内比单孔喷嘴的喷雾贯穿距离要大一些。

关键词：液态LPG喷射喷雾闪急沸腾纹影法图像处理

固定式反吹电加热再生DPF的无线数据采集系统的开发

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内燃机工程 2008年第5期29卷 67-70,74页

作者：许伯彦崔振福张勇齐运亮山东建筑大学机电工程学院济南250101

使用VEXS-100型压力传感器、高灵敏度K型热电偶、抗干扰能力强的STC89C52RC单片机和512K bit串行EEPROM存储器AT24C512,并利用Visual Basic 6.0编制了系统的上位机软件,构成了公交车用固定式反吹电加热再生DPF(diesel particulate filt... 详细信息

使用VEXS-100型压力传感器、高灵敏度K型热电偶、抗干扰能力强的STC89C52RC单片机和512K bit串行EEPROM存储器AT24C512,并利用Visual Basic 6.0编制了系统的上位机软件,构成了公交车用固定式反吹电加热再生DPF(diesel particulate filter)装置瞬时温度和压力的数据采集系统,实现了在剧烈振动的恶劣环境条件下的数据采集和保存。该系统成本低、可靠性高,非常适合无人监管情况下的数据自动采集。试验还表明,安装DPF装置后碳烟的捕集效率可达到70%以上。DPF的排气背压低于原安装消声器时的水平,不会因改装DPF后引起发动机燃油耗增加。

关键词：内燃机排气温度压力数据采集柴油机微粒过滤器