直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声机理

通过测量瞬态工况与稳态工况燃烧噪声的各种影响参数,研究气体动力载荷及燃烧压力高频振荡对燃烧噪声的影响机理．瞬态工况的壁面温度、喷油压力、针阀升程最大值和针阀开启持续时间均高于同负荷、同转速的稳态工况,导致瞬态工况滞燃期、燃烧始点和喷油量与稳态工况相比产生差异,引起燃烧压力、庄力升高率及高频压力振荡频率和幅值发生变化．结果表明,瞬态工况与同负荷、同转速的稳态工况相比,着火延迟期缩短,但每循环喷油量增大,燃烧噪声增大．     

直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声的试验研究与分析

研究直喷式柴油机瞬态工况对燃烧噪声影响机理。开展内燃机瞬态工况测试技术和测试方法研究，找出瞬态工况下燃烧噪声相对于同转速、同负荷的稳态工况燃烧噪声差异的规律，并从瞬念与稳态工况下燃烧过程的差异对试验结果进行分析。瞬态工况擘面温度、喷油爪力、针阀升程最大值和针阀外启持续时问均高于同负荷同转速的稳态工况，导致瞬态工况滞燃期、燃烧始点和喷油最与稳态工况相比产生差异。结果表明，瞬态工况下动力负荷和压力高频振荡相对于同负荷同转速的稳态工况发生改变是引起燃烧噪声产生差异的根本原因。     

瞬态工况对内燃机燃烧噪声的影响研究

研究了内燃机瞬态工况对燃烧噪声影响机理,开展了内燃机瞬态工况测试技术和测试方法研究,通过对瞬态与稳态过程的缸内压力、缸内压力最大值、压力升高率、压力升高率最大值、压力高频振荡以及气缸压力级等参数在不同频率范围的差异的研究分析,从气体动力载荷和高频压力振荡两方面分析研究瞬态噪声与稳态噪声产生差异的机理.瞬态与稳态工况压力升高率变化趋势与两种工况下燃烧噪声变化趋势基本相似,但在一些工况上存在差异,这是由于受到了缸内压力高频振荡对燃烧噪声影响的结果.结果表明：瞬态与稳态工况燃烧噪声的差异是由压力动力载荷与压力高频振荡共同影响的结果.     

增压前后柴油机燃烧噪声的对比分析

通过测量稳态和恒转速增扭矩瞬态工况增压前后影响燃烧噪声的参数,对比分析得出增压前后柴油机燃烧噪声的变化规律.结果表明:增压后燃烧噪声降低,增压对稳态工况燃烧噪声的降低比对恒转速增扭矩瞬态工况明显,增压在中速中负荷工况下,对燃烧噪声的控制效果较好.并从压力高频振荡、气体动力载荷和燃烧室壁面温度对试验结果进行了分析,证明了增压前后燃烧室壁面温度的差异影响增压前后柴油机燃烧噪声.     

预燃室式燃烧室燃烧过程分析

本文依据实测的预燃室式柴油机的主燃室与预燃烧室压力、油管压力、针阀升程、火焰温度及滞燃期等主要参数的数据和曲线,对预燃室式来油机的主、预燃烧室燃烧全过程进行综合分析,从而对完善预燃室式柴油机燃烧过程提出了有参考价值的建议。在实验研究过程中采用了燃烧火焰瞬时温度测量装置及微机测试系统,为数据采集、分析和运算提供了现代测试手段。     

EGR对直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声影响的试验研究

设计了合适的废气再循环(EGR)系统和试验方案,通过测量引入EGR前后影响燃烧噪声的参数,开展EGR对直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声影响的研究.研究结果表明:引入合适的EGR量,可以降低柴油机瞬态工况燃烧噪声,使大部分负荷工况的柴油机瞬态工况辐射噪声降低1dB以上,且对动力性能影响不大.针对试验结果的分析表明:合适的EGR率使得瞬态工况过程的压力升高率降低,压力高频振荡幅值减小,从而引起相应的燃烧噪声的降低.     

预喷射对柴油机瞬态工况燃烧噪声控制策略的试验研究

通过瞬态与稳态工况燃烧噪声测试试验,开展预喷射对柴油机瞬态工况燃烧噪声控制的研究。从缸内压力升高率最大值来分析预喷射对瞬态与稳态工况燃烧噪声不同的影响机理。通过分析预喷射对瞬态工况与稳态工况燃烧噪声的控制差异,得出预喷射同样能够降低瞬态工况燃烧噪声,但控制效果低于稳态工况。在此基础上,得出预喷射控制瞬态工况燃烧噪声的策略:相对于稳态工况,瞬态工况下应取较大的预喷量和与主预喷间隔,并得到试验的验证。     

燃料着火性对小型柴油机燃烧特性的影响

应用自行开发的柴油机瞬态工况控制系统,研究了燃料着火性对小型柴油机稳态及恒转速增转矩瞬态工况下燃烧特性的影响规律.结果表明,在稳态和恒转速增转矩瞬态工况下,燃料十六烷值对燃烧参数的影响具有类似的规律.随燃料十六烷值的降低,着火始点延迟,滞燃期增加,燃烧速率加快,燃烧持续期减小,但预混燃烧期和预混合燃烧量增加,缸内压力峰值、放热率峰值及压力升高率升高.     

预燃室式柴油机着火滞燃期测量与分析

本文作者通过对预燃室式柴油机燃烧过程的预燃室压力、火焰光强和针阀升程等主要参数的实际测量,获得了预燃室式柴油机的物理滞燃期、冷焰持续期、兰焰持续期、热焰持续期、发光滞燃期、压升滞燃期和温升滞燃期的精确数据.根据测量结果,对预燃室内的燃烧过程的微观变化进行了探讨.同时,对三种滞燃期的负荷特性进行了对比分析,从而获得一些全新的认识.     

直喷式柴油机燃用生物柴油的燃烧特性

在一台直喷式增压柴油机上进行了生物柴油、柴油及其掺混油B20、B50的性能试验,通过测量喷油器针阀升程、喷油压力和气缸压力曲线,对放热率、滞燃期等燃烧特性参数进行了分析,以研究生物柴油对发动机燃烧性能的影响。试验结果表明,在相同工况下,随着掺混油中生物柴油比例的增加,喷油始点逐渐提前,喷油延迟角逐渐变大,喷油压力和喷油持续期有所增加;滞燃期逐渐缩短,在大负荷尤为明显;预混合放热峰值逐渐降低,而扩散燃烧放热峰值逐渐增大;缸内最高燃烧压力提高,其对应的曲轴转角也逐渐提前。燃用生物柴油后发动机的热效率有所提高,在中等负荷时尤为明显。     

柴油机加速工况喷油过程的测量分析及模拟计算

测量分析柴油机加速工况瞬时转速，油管嘴端压力，针阀升程等参数每循环变化，根据实测油管和及瞬时转速，进行喷油过程的模拟计算，分析了供油提前角、喷油提前角、喷油持续角、喷油规律、循环喷油量等参数在加速工况每循环的变化，并与试验结果对比表明有较好的吻合性。     

Experimental study of combustion noise radiation during transient turbocharged diesel engine operation

Diesel engine noise radiation has drawn increased attention in recent years since it is associated with the passengers’ and pedestrians’ discomfort, a fact that has been acknowledged by the manufacturers and the legislation in many countries. In the current study, experimental tests were conducted on a truck, turbocharged diesel engine in order to investigate the mechanism of combustion noise emission under various transient schedules experienced during daily driving conditions, namely acceleration and load increase. To this aim, a fully instrumented test bed was set up in order to capture the development of key engine and turbocharger variables during the transient events. Analytical diagrams are provided to explain the behavior of combustion noise radiation in conjunction with cylinder pressure (spectrum), turbocharger and governor/fuel pump response. Turbocharger lag was found to be the main cause for the noise spikes during all test cases examined, with the engine injection timing calibration and the slow adjustment of cylinder wall temperature to the new fueling conditions playing a vital role. The analysis was extended with a quasi-steady approximation of transient combustion noise using steady-state maps, in order to better highlight the effect of dynamic engine operation on combustion noise emissions.     

柴油机喷油嘴喷射过程空化效应数值分析

以某型机械式喷油器为对象,采用CFD软件STAR-CCM+,基于不可压缩流体体积函数(VOF)多相流模型,研究分析了在怠速、50%负荷、100%负荷工况下,完整喷射期内喷油嘴处的内流场及空化效应。结果表明:喷射过程中针阀升程的变化对于流动和空化特性影响显著,针阀升程较小时,在针阀的拐角处形成局部低压区,空化现象开始发生,形成大量的燃油蒸气,并在囊室内形成显著的二次涡漩流动,在喷孔底部产生二次空化;在相同的针阀升程下,压强越大,空化效应越显著。     

柴油机燃烧室气体振荡的模拟与试验研究

基于燃烧数学模型中的流场模型,对柴油机燃烧过程中的气体高频声波振荡问题建立声学模型并给出了求解方法。用该方法对燃烧室内的声学变化特性进行计算,并将不同转速和不同负荷工况下的实测缸压振荡结果和声学计算结果进行对比。研究结果表明:该方法能正确计算柴油机燃烧过程中的压力振荡。对于试验用柴油机,燃烧室气体第一阶主振荡频率均在5kHz以上,振荡规律与具体的工况有关。直接影响燃烧振荡性质的两个因素为放热速率和燃气温度,燃气温度越高,则发生振荡时的振荡频率越高;放热规律曲线峰值越大则振荡幅值越大。以8×10-5 s为间隔绘制了声场分布图,结果表明:燃烧室中的声场分布是不均匀的,且随时间变化十分迅速。     

柴油机瞬变工况下某些喷油及性能参数变化的研究

本文建立了柴油机瞬变工况喷油及燃烧过程瞬态参数的测量分析系统,研究了柴油机转速及负荷突变过程中喷油及燃烧过程瞬态参数的连续变化情况.结果表明,在开始加速时喷油提前角增大,喷油持续期及滞燃期延长,使得最大压力升高率急剧增加.在转速及负荷突变过程中,喷油及燃烧过程均呈波动状变化.     

直喷式柴油机燃烧压力高频振荡与燃烧噪声的关系

应用声响应法和Sysnoise声学软件进行模态实验和模态分析,研究燃烧噪声高频激励机理．通过有限元方法计算燃烧室空腔在点声源激励下的声压响应,确定了燃烧室空腔在激励力作用下产生较强烈的压力振荡的频率．通过测量发动机缸内压力和噪声,研究燃烧压力高频振荡频率和幅值与时间窗获取的燃烧噪声的关系．燃烧压力高频振荡频率与燃烧噪声高频成分具有很好的对应关系,较高的振荡幅值对应的燃烧噪声值较高．研究结果表明,燃烧压力振荡频率和幅值是影响燃烧噪声高频成分的主要因素．