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EGR与进气富氧对直喷柴油机NO和碳烟排放的影响

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内燃机学报 2012年第1期30卷 16-21页

作者：张韦舒歌群沈颖刚赵伟翁家庆天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072 昆明理工大学交通工程学院云南昆明650500

使用增压中冷直喷柴油机,采用进气富氧与高比率EGR相结合的技术,实现富氧燃烧条件下的低NO-碳烟排放.单独使用富氧燃烧,NO的排放将随氧体积分数的上升而增加.单独使用高EGR,碳烟(Smoke)的排放会随EGR率的增加而增加.将富氧进气与高比率... 详细信息

使用增压中冷直喷柴油机,采用进气富氧与高比率EGR相结合的技术,实现富氧燃烧条件下的低NO-碳烟排放.单独使用富氧燃烧,NO的排放将随氧体积分数的上升而增加.单独使用高EGR,碳烟(Smoke)的排放会随EGR率的增加而增加.将富氧进气与高比率EGR的结合,可以通过富氧的强氧化性降低Smoke排放,通过大比率EGR来控制燃烧温度,抑制NO的过度增长.试验结果表明:1,600,r/min(经济转速)下,EGR率为35%～45%,进气氧体积分数为21%～23%;2,200,r/min(最高转矩)下,EGR率为20%～50%,进气氧体积分数为22%～24%;在上述范围内的EGR与O2搭配,可以实现低于原机的NO-Smoke排放.综合考察发动机在各种掺比下的功率、油耗,探索出适合发动机各个工况的富氧及EGR组合区域,在该区域内发动机的功率、油耗和排放水平都能得到兼顾.

关键词：直喷柴油机 EGR 富氧进气燃烧排放

单缸直喷柴油机涡流室燃烧系统外部增压的实验研究

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汽车工程 2011年第8期33卷 649-652页

作者：魏胜利王忠倪培永毛功平江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013

为满足非道路用柴油机的排放法规,从改善柴油机缸内混合气形成质量出发,提出了直喷式柴油机涡流室燃烧系统;设计了柴油机外部增压系统,进行了新型燃烧系统在外部增压下性能的实验研究。结果表明,外部增压能降低柴油机的油耗和排放;增压... 详细信息

为满足非道路用柴油机的排放法规,从改善柴油机缸内混合气形成质量出发,提出了直喷式柴油机涡流室燃烧系统;设计了柴油机外部增压系统,进行了新型燃烧系统在外部增压下性能的实验研究。结果表明,外部增压能降低柴油机的油耗和排放;增压压力为0.15MPa时,柴油机油耗率最低。增压压力为0.18MPa时,使用4×0.36×140°喷油嘴在供油提前角为8°CA、90%负荷下,NOx排放量仅为常压下的25%。

关键词：直喷柴油机涡流室燃烧系统外部增压实验研究

高压喷射的高速直喷柴油机混合气形成及燃烧过程

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吉林大学学报（工学版） 2009年第6期39卷 1446-1451页

作者：林学东李德刚田维吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室长春130022

为了有效组织燃烧室内气流特性,改进了车用缩口直喷高速柴油机燃烧室结构,并在此基础上基于CFD商用软件FIRE对匹配不同轨压的喷雾特性时燃烧室内气液混合流的速度场、浓度场和温度场的动态分布特性进行了仿真计算分析。研究了高速直喷... 详细信息

为了有效组织燃烧室内气流特性,改进了车用缩口直喷高速柴油机燃烧室结构,并在此基础上基于CFD商用软件FIRE对匹配不同轨压的喷雾特性时燃烧室内气液混合流的速度场、浓度场和温度场的动态分布特性进行了仿真计算分析。研究了高速直喷柴油机的混合气形成规律,并通过试验研究了这种混合气形成特性对燃烧过程及排放特性的影响。结果表明:通过对缩口直喷燃烧室内气流特性和轨压的优化匹配,可以有效地控制燃烧过程的滞燃期、预混合燃烧比例和扩散燃烧过程,从而控制高温燃烧持续期,在保证经济性的前提下,可以有效地降低NOx和烟度排放。

关键词：动力机械工程直喷柴油机燃烧室气流特性喷射压力匹配燃烧过程排放

轻型直喷柴油机燃用二甲醚性能和燃烧特性研究

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西安交通大学学报 2000年第1期34卷 9-13页

作者：周龙保王贺武黄勇成蒋德明黄佐华西安交通大学西安710049

研究了柱塞直径、喷嘴形式、供油提前角、喷嘴伸入汽缸长度、喷油压力、进气涡流比等燃烧系统主要参数对发动机性能的影响，测录了示功图和喷油器针阀升程以及污染物排放，计算了发动机的燃烧特性，并与发动机燃用柴油时进行了对比．发... 详细信息

研究了柱塞直径、喷嘴形式、供油提前角、喷嘴伸入汽缸长度、喷油压力、进气涡流比等燃烧系统主要参数对发动机性能的影响，测录了示功图和喷油器针阀升程以及污染物排放，计算了发动机的燃烧特性，并与发动机燃用柴油时进行了对比．发动机性能研究表明：与柴油相比，二甲醚能够提高发动机的热效率，降低ＮＯｘ排放，实现无烟燃烧．燃烧特性分析结果表明：二甲醚的喷油延迟角大于柴油的喷油延迟角；二甲醚的滞燃期比柴油短，预混燃烧量少，扩散燃烧速度比柴油快．

关键词：二甲醚 DME 燃烧特性直喷柴油机燃料

超高压喷射对直喷柴油机混合气形成、燃烧及排放特性的影响

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吉林大学学报（工学版） 2016年第5期46卷 1484-1493页

作者：江涛林学东李德刚吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022

为了分析高压喷射对混合气的形成和燃烧排放特性的影响,在自行开发燃烧系统的2.0LCR直喷柴油机上,仿真分析了喷射压力对喷雾特性以及浓度场等微观物理场的影响,并引入表征两相流中液滴破碎作用强度的无量纲的Jet数,分析了在喷射方向不... 详细信息

为了分析高压喷射对混合气的形成和燃烧排放特性的影响,在自行开发燃烧系统的2.0LCR直喷柴油机上,仿真分析了喷射压力对喷雾特性以及浓度场等微观物理场的影响,并引入表征两相流中液滴破碎作用强度的无量纲的Jet数,分析了在喷射方向不同空间位置上喷射压力对Jet数及其变化规律的影响;在此基础上通过试验和仿真相结合,预测分析了高压喷射对发动机性能的影响。结果表明:当提高喷射压力时,Jet数会增加,Jet数的变化范围会增大,还可改善喷雾质量,促进混合气的形成,缩短燃烧持续期,而且有利于减小燃烧室壁面形成的油膜厚度及其滞留时间,从而降低HC排放。但超高压喷射时会导致缸内平均燃烧温度过高,不仅NO排放增加,而且会造成CO_2高温分解使CO排放增加。

关键词：动力机械工程直喷柴油机高压喷射喷雾特性 Jet数燃烧排放

喷射方式对2.0L直喷柴油机起动首循环燃烧过程的影响

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内燃机工程 2016年第2期37卷 1-6页

作者：韩晓梅林学东李德刚朱行安吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 康明斯东亚研发中心SPA部武汉430000

基于2.0TC型高压共轨直喷增压柴油机,定义燃烧效率作为起动工况燃烧过程的评价指标,试验研究了不同喷射方式对起动首循环燃烧过程及起动过程瞬态燃烧过程的影响。研究结果表明:采用三次喷射方式时,起动首循环燃烧效率明显优于单次喷射... 详细信息

基于2.0TC型高压共轨直喷增压柴油机,定义燃烧效率作为起动工况燃烧过程的评价指标,试验研究了不同喷射方式对起动首循环燃烧过程及起动过程瞬态燃烧过程的影响。研究结果表明:采用三次喷射方式时,起动首循环燃烧效率明显优于单次喷射或两次喷射方式,且三次喷射方式中两次预喷量的不同分配,对起动首循环的燃烧效率影响很大;混合气的着火特性好未必有利于改善首循环燃烧效率,滞燃期是控制首循环燃烧效率的关键;对于三次喷射方式,首循环燃烧效率的好坏不能决定起动过渡工况的平均燃烧效率,所以对起动首循环和起动过程的喷射方式有必要分别进行控制。

关键词：内燃机直喷柴油机喷射方式起动性能首循环燃烧燃烧效率滞燃期

高压喷射对直喷柴油机喷雾及燃烧特性影响规律的仿真研究

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内燃机工程 2016年第4期37卷 1-7页

作者：侯玉晶林学东李德刚吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022

建立了2.0L型高压共轨直喷柴油机燃烧系统的仿真计算模型,以其试验结果为基础,仿真分析喷射压力的提高对雾化质量及混合气形成和燃烧过程的影响规律。研究结果表明:喷射压力低于140MPa时,提高喷射压力可以改善雾化质量,促进扩散燃烧过程... 详细信息

建立了2.0L型高压共轨直喷柴油机燃烧系统的仿真计算模型,以其试验结果为基础,仿真分析喷射压力的提高对雾化质量及混合气形成和燃烧过程的影响规律。研究结果表明:喷射压力低于140MPa时,提高喷射压力可以改善雾化质量,促进扩散燃烧过程;当喷射压力超过140MPa以后,高压喷射对喷雾质量基本无影响,但这种超高压喷射可有效缩短喷射持续时间,同时促进混合气的快速形成,有效控制缸内混合气浓度梯度的瞬态分布特性,从而提高扩散燃烧速度,有利于提高热效率,降低CO和碳烟排放。但提高喷射压力同时造成缸内平均燃烧温度升高,使NO排放相对缸内平均温度按自然对数规律增加。

关键词：内燃机直喷柴油机高压喷射雾化质量燃烧特性 NO生成规律

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直喷柴油机喷雾特性与燃烧室匹配的研究

直喷柴油机喷雾特性与燃烧室匹配的研究

作者：刘俊江苏大学

学位级别：硕士

喷油系统与燃烧室的匹配是影响柴油机燃烧过程的重要因素之一,直喷柴油机的燃油消耗率的高低和有害排放物的多少很大程度上取决于喷油系统与燃烧室的匹配情况,而小型高速直喷柴油机由于缸径小、转速高,要在有限的空间和极短的时间内组... 详细信息

喷油系统与燃烧室的匹配是影响柴油机燃烧过程的重要因素之一,直喷柴油机的燃油消耗率的高低和有害排放物的多少很大程度上取决于喷油系统与燃烧室的匹配情况,而小型高速直喷柴油机由于缸径小、转速高,要在有限的空间和极短的时间内组织好油气的混合才能得到理想的动力性、经济性、噪声和排放指标,因此对两者的的匹配提出了更高的要求。本文在Visual C++6.0平台下利用AutoCAD的开发工具ObjectARX对计算机辅助设计软件—AutoCAD2000进行二次开发,成功研制出一套用于直喷柴油机喷油系统与燃烧室匹配分析的软件,该软件能够根据油管压力计算喷雾特性并用三维图像动态显示油束在燃烧室内的变化历程,软件能够在可视化的环境下计算喷雾与燃烧室匹配的各项参数,如油线的长度、落点的位置、着火滞燃期内油束在燃烧室内的空间分布参数、喷雾在燃烧室内的体积分配等。分析软件以CZ480Q直喷柴油机为样机,对其喷油系统与燃烧室的匹配进行了分析并提出了改进方案,试验证明方案是可行的。本软件系统地考虑了直喷柴油机喷油系统与燃烧室匹配中的各项因素的作用,提出了匹配的评价参数,能够对单因素或多因素变化进行综合性能分析,并能够用三维动画进行模拟,优化喷油与燃烧室的匹配。

关键词：直喷柴油机 CAD二次开发喷油系统燃烧室匹配

直喷柴油机缸内混合气动态特性及其对燃烧过程的影响研究

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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直喷柴油机缸内混合气动态特性及其对燃烧过程的影响研究

作者：李楠西华大学

学位级别：硕士

随着人们生活水平的日益提高，汽车在人们生活中已经成为不可或缺的产品。汽车在带给人们便利的同时，其尾气排放也对环境污染造成了极大的威胁。汽车尾气排放的根源在于发动机，虽然柴油机因为其动力性、经济性、耐用性以及温室气体CO... 详细信息

随着人们生活水平的日益提高，汽车在人们生活中已经成为不可或缺的产品。汽车在带给人们便利的同时，其尾气排放也对环境污染造成了极大的威胁。汽车尾气排放的根源在于发动机，虽然柴油机因为其动力性、经济性、耐用性以及温室气体CO2排放量低等特点，最近几年在汽车上得到了广泛的使用，但是面对日益严峻的全球能源和环境污染危机，世界各国对其发展制定了严格的限制法规。为了应对这些法规，各国柴油机研究工作者提出了许多应对方法，这些方法归根结底就是要改善柴油机的燃烧状况，提高热效率，减少有害排放物。而柴油机燃烧的好坏本质上是由缸内混合气的动态特性决定的。因此，研究直喷柴油机缸内混合气动态特性及其对燃烧过程的影响非常必要。本文运用数值模拟技术，对一台高压共轨、增压中冷直喷式重型柴油机缸内混合气动态特性及其对燃烧过程的影响进行了定性、定量的研究。首先，分别运用Pro/E和FIRE软件建立了柴油机燃烧室流场区域的几何模型和网格模型，针对原机最大扭矩转速1300r/min，全负荷工况，对数值模拟所需的初始边界条件和计算数学模型进行了设置和选取。通过对数值模拟得到的示功图与实验得到的示功图进行对比，发现两者的差别在误差允许范围之内，模型选择准确。其次，对燃烧室结构参数中央凸台、径深比对缸内混合气动态特性及其对燃烧过程的影响进行了研究。研究发现，对于不同中央凸台形状燃烧室，Ⅰ型燃烧室比Ⅱ型燃烧室燃烧效率要高;径深比=3.09的A型燃烧室燃烧效果优于=2.878的B型燃烧室。然后，对燃油喷射系统中的喷油器喷射位置、喷射轨压、喷射定时对缸内混合气动态特性及其对燃烧过程的影响进行了研究。研究发现，喷油器喷孔凸出高度为2.7mm时燃烧效果最好;喷射轨压越大，缸内混合气混合越均匀，燃烧效率越高，但是NOx的生成量会随之增加;喷射定时的选取要合理，过早的喷射会导致缸压在模拟工况下超过发动机的最高爆压，同时NOx生成量高，过晚的喷射，燃烧放热做功能力差，废气排温较高。另外，在不改变进气总量，通过减小进气的氧浓度研究其对燃烧过程的影响。发现，进气氧浓度降低，缸内压缩终点的压力温度降低，燃油着火延迟，燃烧速度缓慢，NOx和Soot生成量同时降低。最后，运用虚拟采样点技术对缸内的浓度场分布进行定量研究。研究发现，缸内气流同时具有挤流和涡流的特性，燃烧室壁面处的混合气浓度较浓，燃油喷入燃烧室后会在燃烧室的周向上发生偏转;缸内存在由于快速NO机理而生成的NOx。

关键词：直喷柴油机数值模拟气流特性燃烧室结构喷射参数氧浓度虚拟采样点