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压缩比和燃烧室形状对商用车柴油机燃油经济性的影响

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车用发动机 2022年第3期 76-81页

作者：李军成曾丽丽韦红玲田翀广西玉柴机器股份有限公司工程研究院广西南宁530000

为了提高某商用车柴油机的燃油经济性,首先建立缸内三维燃烧模拟模型,然后根据模拟结果制作活塞,开展压缩比和燃烧室形状对柴油机燃油经济性影响的试验研究。结果表明:对于不同类型的燃烧室形状,油耗对油嘴凸出高度的敏感度不同;在循环... 详细信息

为了提高某商用车柴油机的燃油经济性,首先建立缸内三维燃烧模拟模型,然后根据模拟结果制作活塞,开展压缩比和燃烧室形状对柴油机燃油经济性影响的试验研究。结果表明:对于不同类型的燃烧室形状,油耗对油嘴凸出高度的敏感度不同;在循环压力峰值不变的约束下,仅提高压缩比而不提高燃烧室的放热速率,无法提高燃油经济性,而提高压缩比耦合改进燃烧室形状,缩短燃烧持续期,可以有效降低油耗;提高压缩比的同时提高循环压力峰值,可有效降低油耗,且高压缩比燃烧室可在降低油耗和控制NO_(x)排放之间获得更好的平衡。试验测试验证了模拟研究结果,高压缩比燃烧室CR18.6的有效燃油消耗率相比基础燃烧室CR16.8降低,其中1300r/min全负荷工况有效燃油消耗率降低1.42%,同时NO_(x)排放降低4.58%。

关键词：柴油机燃油经济性压缩比燃烧室数值模拟

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压缩比和膨胀比对气波分压器性能影响

大连理工大学学报 2021年第6期61卷 586-592页

作者：严文杰李奇赵一鸣李长河胡大鹏大连理工大学化工学院辽宁大连116024 中国石化石油勘探开发研究院北京100083

气波分压器是一种新型压力交换设备.首先通过数值模拟方法,揭示气波分压器的工作原理,而后搭建实验平台,研究压缩比和膨胀比对气波分压器的中、低压端口间制冷温降和高压出气流量占比的影响.实验结果表明:在膨胀比一定时,中、低压端口... 详细信息

气波分压器是一种新型压力交换设备.首先通过数值模拟方法,揭示气波分压器的工作原理,而后搭建实验平台,研究压缩比和膨胀比对气波分压器的中、低压端口间制冷温降和高压出气流量占比的影响.实验结果表明:在膨胀比一定时,中、低压端口间制冷温降和高压出气流量占比随着压缩比的增大而减小;膨胀比越大,其所能达到的极限压缩比越大,即在膨胀比越大的情况下,其能实现的增压范围越广,当膨胀比为2.4时,其极限压缩比约为1.375.在压缩比一定的情况下,中、低压端口间制冷温降随着膨胀比的增大而增大,而高压出气流量占比随着膨胀比的增大呈先增大后减小的趋势,在其他操作参数和结构参数不变的情况下,最大高压出气流量占比对应的膨胀比不随压缩比的改变而改变.

关键词：分压器波转子压缩比膨胀比实验研究

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重载低压缩比发动机二冲程制动性能模拟研究

内燃机工程 2023年第1期44卷 45-51页

作者：刘历海崔靖晨王晓艳郝彩虹田华隆武强大连理工大学能源与动力学院大连116024 潍柴动力股份有限公司潍坊261061

采用数值模拟的方法研究了不同制动模式、压缩比、海拔高度等对制动性能的影响。结果表明:压缩比的降低和海拔高度的增加均导致发动机制动功率大幅度降低。提高压缩比和采用二冲程制动模式是提高低压缩比发动机制动功率的有效措施。压... 详细信息

采用数值模拟的方法研究了不同制动模式、压缩比、海拔高度等对制动性能的影响。结果表明:压缩比的降低和海拔高度的增加均导致发动机制动功率大幅度降低。提高压缩比和采用二冲程制动模式是提高低压缩比发动机制动功率的有效措施。压缩比为11.6时,与四冲程制动模式相比,二冲程制动模式产生的制动功率可提升69.6%~80.5%,最大缸压低于6.0 MPa的限值,并且其可运行转速范围不受涡轮增压器危险区的限制。当前应用领域中,高压缩比(17.0)发动机上采用四冲程制动模式获得的制动功率最高。由于短期内难以提高低压缩比发动机的压缩比,仅通过在低压缩比(11.6)发动机上采用二冲程制动模式仍可将制动功率提高17.5%~30.4%,最大缸压降低25.2%~29.3%。故在应用天然气机等低压缩比发动机的中重型载货汽车上推荐采用二冲程制动模式,这将大幅度提高车辆制动安全性。

关键词：中重型载货汽车二冲程制动模式四冲程减压制动模式压缩比海拔高度

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二级增压柴油机压缩比和喷油提前角优化研究

兵工学报 2017年第1期38卷 20-26页

作者：商海昆董长龙何剑丰樊丰李萍黄绵敦谢亮河北华北柴油机有限责任公司河北石家庄050081 解放军驻国营第5460厂军事代表室河北石家庄050081 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

为解决某V型柴油机由单级增压改为二级增压后,最高燃烧压力过高问题,通过GTPower软件建立柴油机仿真模型,利用试验数据进行校核,仿真研究了喷油提前角和压缩比对二级增压柴油机性能及最高燃烧压力的影响规律。以二级增压柴油机的试验最... 详细信息

为解决某V型柴油机由单级增压改为二级增压后,最高燃烧压力过高问题,通过GTPower软件建立柴油机仿真模型,利用试验数据进行校核,仿真研究了喷油提前角和压缩比对二级增压柴油机性能及最高燃烧压力的影响规律。以二级增压柴油机的试验最高燃烧压力作为限制条件,以转矩达到最大为目标,利用GT-POWER中的DOE工具对喷油提前角和压缩比进行联合优化。仿真结果表明:降低压缩比能够有效降低最大转矩点(1 300 r/min)和标定点(2 100 r/min)的最高燃烧压力,压缩比每降低1,最大转矩点最高燃烧压力降低0.8 MPa,标定点最高燃烧压力降低1.16 MPa;得出优化后的压缩比和喷油提前角相对变化值为14.9°CA和4.3°CA.根据试验机的结构条件,利用试验机在柴油机台架上验证了优化结果的可行性。

关键词：动力机械工程二级增压柴油机压缩比喷油提前角最高燃烧压力动力性

高热效率增压直喷DHE燃烧系统高压缩比影响及优化研究

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高热效率增压直喷DHE燃烧系统高压缩比影响及优化研究

作者：周武明浙江大学

学位级别：硕士

本文聚焦研究增压直喷DHE（Dedicated Hybrid Engine混动专用发动机）燃烧系统高压缩比应用的影响及优化。研究背景是当代中国面临石油资源短缺,石油能源进口比重愈来愈大,国家能源安全形势越来越严峻的现状,同时国家对于汽车油耗要求... 详细信息

本文聚焦研究增压直喷DHE（Dedicated Hybrid Engine混动专用发动机）燃烧系统高压缩比应用的影响及优化。研究背景是当代中国面临石油资源短缺,石油能源进口比重愈来愈大,国家能源安全形势越来越严峻的现状,同时国家对于汽车油耗要求的法规也越来越严格,最新的国家第五阶段汽车油耗法规已经发布并开始执行。降低汽车油耗的要求已经成为汽车行业开发面临的首要技术问题。采用混合动力技术,能够显著降低汽车油耗,开发低油耗的混合动力车,未来逐步向电动车过渡是国家汽车发展战略的重要方向。中国国内市场增压直喷汽油发动机应用广泛,因此相对于日韩普遍采用NA/PFI（Natural Aspiration/Port Fuel Injection）作为DHE,开发高热效率增压直喷DHE意义重大。增压直喷DHE燃烧系统高压缩比开发应用是提升ICE（Internal Combustion Engine内燃机）热效率、降油耗的核心技术。掌握增压直喷DHE燃烧系统高压缩比应用技术具有重大经济价值和战略意义,这也是本文研究目的。基于研究背景,本文对当前国内外DHE燃烧系统高压缩比应用研究现状进行总结,梳理,特别是日韩企业以及国内企业及研究机构对于DHE燃烧系统高压缩比研究的进展,归纳了这些企业燃烧系统高压缩比研究的要点,目前水平。总结了当前研究增压直喷DHE燃烧系统高压缩比技术面临的两大关键技术难点及挑战,分别是高压缩比应用下的爆震、异常燃烧控制,以及气道燃烧室设计如何适应高压缩比应用。本文研究基础对象为一款传统增压直喷汽油机,压缩比10.5,设计侧重动力性输出,热效率低。本文研究方案设计了12.5,13,13.5三种高压缩比方案。为适应高压缩比应用,气道设计了两种优化方案、燃烧室按顶置喷油器火花塞布置形式设计了纵置式两种,横置式三种方案。基于设计方案,对增压直喷DHE燃烧系统不同的核心参数,压缩比、气道燃烧室进行了仿真分析研究。主要研究了高压缩比下,不同燃烧系统设计方案参数对缸内混合流动的影响,对燃烧参数,动力性、经济性等指标的影响。其中,重点对高压缩比下横置式燃烧室与纵置式燃烧室进行了对比研究,仿真研究发现,横置式喷油器火花塞布置的燃烧室方案能够大幅提升燃烧系统缸内滚流比,瞬态最大提升幅度80%。基于仿真研究结果,试制了两种压缩比方案样件开展了燃烧开发热力学试验验证。完成了燃烧系统高压缩比选型试验,全负荷试验研究,部分负荷试验研究。最终试验结果与仿真结果趋势高度吻合。燃烧系统选型试验选出了横置式燃烧室CC-6,气道滚流比达3.06,压缩比13的燃烧系统最优方案,最终万有试验验证,整机达成了最高42.5%有效热效率指标。研究最后对高热效率增压直喷DHE燃烧系统高压缩比应用优化规律,高压缩比燃烧系统关键参数与性能之间的敏感性进行了总结。其中重要的发现是,高压缩比条件下,横置高滚流比气道燃烧室能大幅改善了缸内混合质量,是实现高压缩比应用的重要前提。同时对这一款有效热效率超过42%的增压直喷DHE燃烧系统高压缩比设计方案进行了总结。最后对下一步研究更高热效率的燃烧系统进行了展望,指出未来内燃机进一步提升热效率在于提升比热比,以及减少相关损失。

关键词：高热效率增压直喷 DHE 燃烧系统压缩比

压缩比和EGR对自由活塞发动机HCCI爆震燃烧的影响

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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中国安全生产科学技术 2016年第3期12卷 36-41页

作者：姜慧慧汪洋耿鹤鸣李国田朱永生李冀辉天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

基于AVL FIRE仿真平台建立了液压自由活塞发动机气缸的三维仿真模型,使用大涡模拟（large eddy simulation,LES）耦合甲醇的详细化学反应动力学机理研究了压缩比和废气再循环（exhaust gas recirculation,EGR）率对均质压燃（homogeneou... 详细信息

基于AVL FIRE仿真平台建立了液压自由活塞发动机气缸的三维仿真模型,使用大涡模拟（large eddy simulation,LES）耦合甲醇的详细化学反应动力学机理研究了压缩比和废气再循环（exhaust gas recirculation,EGR）率对均质压燃（homogeneous charge compression ignition,HCCI）爆震燃烧过程的影响。结果表明：甲醇的HCCI燃烧需要一定的进气加热;随着压缩比的提高,最小进气温度逐渐降低,缸内的最高燃烧温度、最大爆发压力和爆震强度均明显增加;在高压缩比工况下引入EGR时可以降低爆震强度,但EGR率较小时效果并不明显,因此需要较大的EGR率来抑制爆震;最后,对压力振荡曲线的频谱特性进行了分析,发现爆震燃烧时压力振荡的峰值频率位于10~15 k Hz区间内。

关键词：对置式液压自由活塞发动机爆震均质压燃 EGR 压缩比甲醇

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自由活塞内燃发电机稳态压缩比控制

西安交通大学学报 2014年第5期48卷 56-60,88页

作者：许大涛左正兴冯慧华田春来北京理工大学机械与车辆学院北京100081

为解决自由活塞内燃发电机的稳定控制问题,根据能量守恒定律建立了连续运行过程周期能量转化与传递模型。通过数值仿真分析,获得了满足稳定运行的基本能量平衡条件,包括压缩能和系统能量余值方程,从而实现了周期能量余值和压缩能的稳定... 详细信息

为解决自由活塞内燃发电机的稳定控制问题,根据能量守恒定律建立了连续运行过程周期能量转化与传递模型。通过数值仿真分析,获得了满足稳定运行的基本能量平衡条件,包括压缩能和系统能量余值方程,从而实现了周期能量余值和压缩能的稳定变化。以压缩比为目标建立了连续周期能量动态平衡的控制系统及策略,即以喷油量和压缩比为控制输出变量,采用比例-积分-微分控制器进行控制,进而实现了可控压缩比的连续稳定运转。研究结果表明:采用所建控制系统及策略后,自由活塞内燃发电机运行可靠、稳定;压缩比在负载变化后出现短暂振荡,但经多个周期后恢复稳定,缸内峰值压力和运行频率具有相似的变化趋势,各参数变化均在可接受的范围内。

关键词：自由活塞内燃发电机控制策略压缩比数值仿真

直喷柴油机低压缩比双壁面反射燃烧系统快速燃烧的试验研究

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汽车工程 2015年第6期37卷 631-636页

作者：郭鹏江高希彦大连理工大学内燃机研究所大连116024

本文除在先前对低压缩比直喷柴油机双壁面反射燃烧系统试验研究的基础上,扩展试验内容,以进一步验证该燃烧系统的优势和良好效果之外,着重对该燃烧系统的快速燃烧这一特征进行了试验研究。结果表明：采用该燃烧系统,在全工况范围内降低... 详细信息

本文除在先前对低压缩比直喷柴油机双壁面反射燃烧系统试验研究的基础上,扩展试验内容,以进一步验证该燃烧系统的优势和良好效果之外,着重对该燃烧系统的快速燃烧这一特征进行了试验研究。结果表明：采用该燃烧系统,在全工况范围内降低了气缸爆发压力和NOx排放,改善了低速油耗率和烟度排放,只是在高速区指示热效率降低,油耗率略有增加。通过外特性工况瞬时放热率在中高速区呈单峰趋势和累积放热率5%~70%对应的曲轴转角θ5~θ70范围内与原机有相同的燃烧速率,证实了低几何压缩比的双壁面反射燃烧系统仍具有快速燃烧的特征。

关键词：直喷柴油机双壁面反射燃烧系统瞬时放热率压缩比

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复合分子泵牵引级螺旋槽深对压缩比的影响

东北大学学报（自然科学版） 2016年第10期37卷 1437-1440页

作者：王晓冬张磊巴德纯陶继忠东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所四川绵阳621900

建立了描述复合分子泵牵引级抽气性能的理论模型.依据该理论模型,在牵引级不同螺旋升角、转子-定子间隙、转子转速、被抽气体流动状态条件下,对牵引级螺旋槽深与压缩比的关系进行了研究.结果表明:压缩比随螺旋槽深的减小,先增加后减小,... 详细信息

建立了描述复合分子泵牵引级抽气性能的理论模型.依据该理论模型,在牵引级不同螺旋升角、转子-定子间隙、转子转速、被抽气体流动状态条件下,对牵引级螺旋槽深与压缩比的关系进行了研究.结果表明:压缩比随螺旋槽深的减小,先增加后减小,存在最优螺旋槽深,使牵引级的压缩比达到最大;螺旋升角对最优螺旋槽深影响较小;最优螺旋槽深随转子-定子间隙减小而减小,随转子转速的增加而增加;当被抽气体为黏滞流时,最优槽深值更小.

关键词：复合分子泵牵引级理论模型压缩比最优槽深