涡流室隔热提高柴油机效率的探讨

散热损失大是涡流室柴油机燃油消耗率高的原因之一，涡流室隔热可减少散热损失而不影响充气效率，但已发表的文献对涡流室隔热的节油效果说法迥异。本文通过模拟计算分析阐明了涡流措施必须相应地调整主，副室的容积比，才能防止副室燃烧恶化，确保热效率得以提高。     

涡流室式柴油机采用隔热技术的探讨

本文研究了在涡流室柴油机上采用隔热技术有有关问题，并根据试验与计算结果指出：副室隔热是较可取的方案。改善主室中期放热率和缩短燃烧延续期是提高隔热机热效率的关键。在缸套无隔热情况下，隔热机的冷却传热损失上升，零件表面PSZ的喷涂层的寿命高于700－900小时。     

非直喷式柴油机用的陶瓷燃烧室

<正> 著名的日本马自达汽车制造厂为非直喷式车用柴油机开发出全陶瓷涡流燃烧室,这种燃烧室的整个内壁全由绝热性能良好的精制陶瓷材料所制成。由于涡流室周围气隙的隔热作用,这种新设计的燃烧室能保持很高的燃气温度,并能改善混合气的燃烧效率,从而可减少发动机烟尘     

低散热柴油机燃烧过程模拟研究

在分析低散热柴油机燃烧过程特点的基础上,建立了一个准维三区燃烧模型,喷油规律的计算进行了简化处理,考虑高温喷雾燃烧区和产物区的辐射传热,对低散热柴油机在不同隔热条件下缸内燃烧过程进行了编程计算。计算针对12150L柴油机燃烧室受热表面喷涂ZrO2陶瓷热障涂层进行。结果表明,隔热后,燃烧滞燃期缩短,燃烧持续期延长,后燃现象有增强趋势。只隔热活塞顶时滞燃期较其它两种隔热方式长,燃烧持续期短,燃烧恶化现象相对不明显。     

涡流室式柴油机相关火焰微元燃烧模型的三维数值模拟

把涡流室式柴油机不同区域与不同时期的燃烧过程分开处理,将涡流室的燃烧过程划分为３个阶段,即：低温着火化学动力学反应阶段、高温预混燃烧化学动力学反应阶段和相关火焰微元的扩散燃烧阶段,而认为主燃烧室的燃烧只有相关火焰微元的扩散燃烧阶段。用Ｓｈｅｌ着火模型、Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ方程和相关火焰微元模型来分别模拟低温着火、高温预混燃烧和扩散燃烧过程。开发了三维数值模拟计算程序并对其进行计算,研究了涡流室中瞬态温度场的变化过程。模型预测的示功图和涡流室中的燃烧放热率与试验值吻合良好。     

涡流室式柴油机起动孔对燃烧过程的影响

本文借助于数据采集系统实测的L195型柴油机不同工况下的主燃室和涡流室示动图及计算所得相应的燃烧放热规律，分析了涡流室起动孔对燃烧放热过程的作用护理及其对涡流室柴油机动力性，经济性以及怠速噪声的影响。     

涡流室式柴油机在冷起动条件下非稳态燃烧过程的研究

本文报导了利用高速摄影和连续测录瞬态燃烧示功图的方法,对涡流室式柴油机在冷起动条件下初次着火后的非稳态燃烧过程进行研究的结果。阐述了三种典型的非稳态燃烧型式与燃烧压力的关系;讨论了非稳态燃烧时的着火特性、空气涡流运动特性和柴油机的变速特性;建立了非稳态燃烧过程的物理模型。在此基础上,阐明了涡流室式柴油机冷起动困难的基本原因,为改善这类柴油机的冷起动性能指出了方向和途径。     

研究涡流室式柴油机燃烧过程的新方法

本作在ＳＤ１９５、ＳＤ２１００２种涡流室式柴油机上进行了有关涡流室结构参数烧过程的研究，提出了以４段累积放热率来评价涡流室燃烧系统燃烧过程及结构参数的新方法，结果表明应用该方法较总放热率分析法简单且准确。     

用等效热力系统法求解涡流室柴油机燃烧放热率的计算模型

就涡流室式柴油机燃烧放热率理论模型及其算法问题，提出了严谨的等效热力系统物理模型及其等效原则，以及完整的燃烧放热率计算模型，解决了主、副燃烧室间连接通道处流量系数瞬态值的计算问题。通过对Ｓ１９５涡流室式柴油机燃烧放热率的计算，揭示出瞬态流量系数随曲轴转角的变化规律及其回归关系，以及主、副燃烧室各自的燃烧形态和燃烧放热率。该种模型可进一步提高涡流室式柴油机燃烧放热率的计算精度。     

不同燃烧系统对乙醇-柴油发动机性能的影响

在ZS195直喷柴油机和195S-1涡流室式柴油机上分别进行乙醇-柴油混合燃料的对比试验,试验表明：在燃烧不同混合燃料时,直喷式柴油机的当量油耗率较涡流室柴油机低,而涡流室式柴油机当量油耗率变化不大。在不同燃烧系统下,燃烧不同混合燃料的排放对比试验研究结果表明,涡流室式柴油机的排放性较好,NOx和碳烟的排放相对直喷式柴油机在高负荷时,其降幅达到50％以上,CO的降幅达到21％以上,HC排放则有升有降。     

运用韦伯函数分析涡流室式柴油机的放热特性和性能

运用双韦伯函数分析了涡流室式柴油机不同工况下的主副燃烧室燃烧放热特性，建立了燃烧放热特性的经验模型。深入研究了燃烧放热特性对发动机性能的影响规律。并据此提出了几个提高涡流室式柴油机性能的途径和措施。     

涡流室式LPG柴油双燃料发动机燃烧模型

根据涡流室、主燃室中气体流动过程的质量和能量的交换关系 ,建立了涡流室式 LPG ( liquefiedpetrdeum gas) /柴油双燃料发动机准维燃烧模型的方程 ,提出了如何使两种不同性质燃料的燃烧在同一个燃烧过程中相互联系、相互作用的燃烧模型。根据模型提供的方程 ,对缸内燃烧过程和 NOx 的生成进行了模拟仿真 ,将其同发动机台架试验的结果进行了验证、分析和讨论。     

柴油机变通道涡流室式燃烧室的研究

本文提出了一种柴油机新型涡流室式燃烧室——变通道涡流室式燃烧室.研究结果表明,这种燃烧室由于减少了通道流动损失并加速了主燃烧室的放热速率,在柴油机宽广的运行范围内,其热效率比原涡流室式燃烧室大大提高,而排温、烟度和噪声也有较大改善.它兼有直喷式和涡流室式柴油机燃烧方式的优点,是一种高效率的涡流室式燃烧室.     

柴油机燃烧室内燃油雾化液滴状态的研究

为探讨柴油机燃烧的机理,在宏观地研究燃烧状态和排气特性的同时,有必要对燃油喷雾液滴的蒸发、着火,以及燃烧等微观运动进行观察。但是几乎没有见过在实机的高温高压作用下,直接观察正在蒸发或燃烧着的燃油液滴的先例。本研究系使用带涡流室的空冷二冲程柴油机。从整体照片宏观地观察燃烧室内的喷雾,并直接对涡流室中任意时间和位置上的液滴群做直接的瞬时摄影。由这些照片观察喷雾的整体运动,以及蒸发、燃烧等过程中液滴平均直径随时间的变化,和液滴飞行状态。进而研究了平均粒径与碳黑生成量的对应关系。其结果说明了以下事实。对比二、三个不同的涡流室所得的喷雾整体照片可以看出涡流的影响,涡流促进燃烧的情况及对燃烧状态造成的差别。由放大的液滴照片,确认在液滴后面有发暗的尾部,虽还不能确定这是燃油蒸气还是火焰,但由此可知液滴各自的飞行方向。燃油喷射量越多,在涡流室内不同位置、不同时间蒸发燃烧中的液滴平均粒径就越小,着火也越早。平均粒径与喷油压力和涡流室压力差的大小有关,压差增大,则平均粒径减小。同时,由涡流室中心沿半径方向的液滴平均粒径分布,可知平均粒径几乎相同的液滴,分布情况也相同。就液滴平均直径对碳黑生成量的影响来说,燃油喷射量越多,平均直径越小,排气中的碳黑生成量也越大。     

涡流室式柴油机冷起动初次着火位置研究

本文对涡流室式柴油机在冷起动条件下的主、副燃烧室燃烧喷雾和着火过程进行了高速摄影,并测录了主、副燃烧室的压力示功图;分析了涡流室式柴油机起动时的着火现象,从中得出具有吊钟形结构和起动喷孔的涡流室式柴油机起动时首先着火点的位置在涡流室下侧,位于通道与起动孔之间的上部区域,从而为改善涡流室式柴油机发火过程,进而改善起动性能指出方向和途径。     

涡流室式柴油机燃烧室内流场的二维数值模拟

本文提出了非均匀厚度的二维涡流室式燃烧室模型,并对S195柴油机压缩过程中燃烧室内流场进行了计算,据此作者对涡流室中流场的演变,温度场等提出了一些看法。     

提高涡流室柴油机不同负荷经济性的研究

本文根据实测的涡流室柴油机主、副室示功图，建立严谨、科学的等效热力系统和完整的理论模型，计算了各自的放热规律。通过分析，认为对涡流室柴油机燃烧系统进行优化匹配，可改善放热规律，从而提高经济性。应用正交实验这一科学方法，得到了多种工况的燃烧系统最佳匹配方案，并提出一个新的经济性评定方法。通过进一步研究，确定了适应全负荷和部分负荷的优化方案，显著地提高了涡流室柴油机不同负荷的经济性。     

涡流室式柴油机喷雾和燃烧的研究

为了研究涡流室式柴油机的喷雾和燃烧特性,研制了一套可以对涡流室式柴油机的主、副燃烧室同时拍摄高速摄影照片,并可测取相应循环参数的试验装置.试验用的发动机由一台单缸柴油试验机改装而成.改装后的试验发动机的缸径D=95mm,冲程S=120mm,采用吊钟型涡流室.试验发动机由直流电动机拖动,可在宽广的转速范围内平稳运转.     

改善涡流室柴油机燃烧室结构降低排放研究

系统报道了通过改进燃烧室结构设计降低排放的实验方法和手段。结果表明,通过对涡流室柴油机涡流室、主燃室以及通道的形状和大小进行适当的改进,可以较好地改善柴油机混合气质量和燃烧过程,进而有效地抑制排放污染。     

分隔室压燃式天然气发动机燃烧过程模拟

为了研究分隔室压燃式天然气发动机燃烧系统的燃烧机理和缸内气体运动的规律,依据该发动机的工作特点以及天然气燃料本身的特性,开发了一简化的天然气化学动力学模型(其中包含23种组分和74个反应式)。应用相关文献中提供的试验数据,首先对该化学动力学模型的精度进行了验证,然后用所建模型对分隔室压燃式天然气发动机中的燃烧和流动进行了三维模拟计算。模拟计算结果表明,在采取进气预热措施后,天然气在分隔室燃烧室中可以可靠着火,并能迅速燃烧。压缩上止点时在分隔室中存在较强的涡流及副涡流。此外,还对着火时刻及NO排放进行了模拟计算及分析。