天然气发动机点火提前角的优化

为提高天然气发动机的动力性和燃料经济性,对天然气发动机的点火提前角进行了优化研究.利用GTPower软件搭建了天然气发动机的仿真模型,通过理论分析与数值模拟相结合的方法,分析了点火提前角对天然气发动机缸内燃烧压力和燃烧温度、压力升高率、燃烧放热率、转矩及燃气消耗率的影响.在此基础上,利用DOE(design of experiments)模块,针对增压天然气发动机节气门全开、空燃比为22~25的工况,以转速和点火提前角为独立变量、以输出转矩为相关变量、以缸内燃烧压力峰值出现的位置及压力升高率限值为约束条件,进行了点火提前角的优化计算,得到了最佳点火提前角的三维MAP图.     

氢氧火箭发动机不稳定燃烧数值研究

采用氢喷射温度下降法,数值模拟了氢氧火箭发动机高频燃烧不稳定现象.比较分析了混合比、室压和氢喷射温度对燃烧振荡的影响规律,得出了稳定性极限图及压力振荡频率变化规律.结果表明:氢喷射温度是影响燃烧不稳定的重要因素,降低氢喷射温度对燃烧稳定性不利,发生不稳定燃烧时,振荡主频呈倍频关系;混合比或室压增大,不稳定喷射氢温上升,即燃烧稳定性裕度较低;室压一定,存在一个特定的混合比,使得不稳定燃烧振荡主频最小;混合比一定,存在一个特定的室压,使得不稳定燃烧振荡主频最大.     

侵蚀燃烧压力峰的分析

本文对固体火箭发动机侵蚀燃烧压力峰进行了分析研究,通过近似计算分析,得到了比较清晰的曲线图形可用来从物理上描述侵蚀燃烧压力峰形成的过程,并且讨论了发动机设计中予估侵蚀燃烧压力峰的一个简单的方法.     

不同当量比下单双点火对天然气燃烧特性的影响

针对大缸径天然气发动机存在的燃烧速度慢、排温高、热负荷大、易爆震等问题,设计了一套适用于双火花塞点火的可视化定容燃烧系统。结合快速燃烧技术和自然火焰发光法,通过改变燃空当量比,在定容燃烧弹上进行了一系列天然气燃烧的可视化试验,并借助高速摄像机采集缸内动态燃烧过程图像,利用MATLAB数字图像处理技术,对比分析了单双火花塞点火对火焰传播过程、缸内燃烧压力、燃烧持续期等的影响。研究结果表明:在不同燃空当量比下,与单点火相比,双点火均能够缩短火焰传播距离,加快缸内燃烧速度,缩短火焰发展期和主燃烧期,从而提高燃烧的热效率。尤其对天然气稀薄燃烧时效果非常明显,可以有效抑制失火、爆震现象发生,拓宽稀薄燃烧极限,利于燃烧稳定和降低排放。     

少油点火燃烧器在罗定电厂的应用

介绍了罗定发电厂1# 锅炉在2008年第二次大修技改后,应用少油点火燃烧器进行的冷炉点火和低负荷稳燃,达到了良好的节能效果,并能满足电厂锅炉不同负荷时稳定燃烧的要求.针对少油点火燃烧器在罗定电厂安装调试应用中出现的问题进行了分析,并提出了改进措施.     

电控稀燃CNG发动机标定试验研究

文章对某型号柴油机进行了CNG发动机系统改进设计,其主要包括控制系统EMS、燃烧系统、高能点火系统、燃料供应系统等。同时对稀薄燃烧、增压中冷发动机做了ECU I/O标定、怠速标定、冷启动标定、对电控系统进行全工况内点火提前角的标定、内空燃比的标定、发动机增压压力标定。最后对标定的发动机进行性能试验。试验结果表明：动力性、经济性和排放性指标均达到设计要求。     

MMH/NTO火箭发动机燃烧声学不稳定性和声腔阻尼的数值评定(2001年军队科技进步一等奖)

MMH/NTO火箭发动机是广泛应用于各种空间飞行器变轨和姿控的发动机。该型发动机极易产生燃烧声学不稳定 ,导致燃烧室内的燃气压力产生大振幅高频振荡 ,发动机超常机械振动和燃烧室烧坏或爆炸。液体火箭发动机燃烧声学不稳定现象是一个包含众多子过程的复杂非线性动力学过程 ,涉及较多学科领域。由于其强烈的非线性和诸多影响因素使得理论分析和计算难以得出有用的结论 ,实际设计中很难预测燃烧声学不稳定性。该项研究成果提出了MMH/NTO燃烧过程模型和声腔阻尼模型 ,采用数值模拟和计算机仿真技术预测燃烧声学不稳定性 ,计算数据与发动…     

再生式密闭爆发器中液体发射药燃烧规律的实验研究

本文介绍了硝酸羟胺液体发射药在再生式密闭爆发器中的喷射燃烧实验.实验采用固体火药以不同的点火压力启动再生式活塞并点燃液体发射药,同时获得了燃烧室和贮液室内 p—t 曲线.研究结果表明,液体发射药在再生式密闭爆发器中10～15MPa点火压力条件下可靠点燃并稳定燃烧,压力梯度和动态活度曲线与固体火药密闭爆发器中的燃烧规律相似,预示了液体发射药应用于再生式液体火炮的可能性,对液体发射药燃烧性能的进一步研究有一定的参考作用.     

固体发动机点火压强峰的CFD计算方法研究

介绍了固体火箭发动机点火压强峰形成的原因,分析了固体发动机实测压强和预示压强产生偏差的因素,提出了一种工程适用的基于加质模型的计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法,能够较准确地预示固体火箭发动机点火压强峰,特别是大长径比类固体火箭发动机。通过对比典型发动机的理论计算结果和试验数据,发动机点火压强峰预示误差减小至10%以内,对于发动机结构安全设计和整体性能的优化设计都有重要的指导意义。     

无人机发动机点火系统改进研究

针对无人机发动机点火系统误触发,造成发动机工作不稳定或空中停车等现象,进行设计改进,消除控制电路电磁干扰,提高系统工作的可靠性.采取故障树分析方法,分析故障产生的原因和机理,通过降低触发电路可控硅灵敏度和增加滤波器,提高点火系统工作电磁兼容性.无人机系统复杂,系统往往由多个分系统构成,对发动机子系统在设计方面进行合理改进,增加了其工作稳定性,从而提高了无人机全系统的可靠性.     

燃烧室形状对天然气发动机缸内流动和燃烧过程的影响

结合4102低排放天然气发动机的开发,应用FIRE软件对4102发动机原燃烧室和2种新的燃烧室设计方案(楔形和弧形燃烧室)进行了建模和仿真计算,对比分析了燃烧室形状对缸内流动和燃烧过程的影响。结果表明,弧形燃烧室效果最好,与原燃烧室相比,在点火时火花塞附近气流速度低,初期火焰核心稳定,火焰传播速度快,燃烧持续期短,缸内最高压力比原始燃烧室提高12.7%,有利于提高天然气发动机性能。     

排除法确定离子电流成因的试验

为了研究N/H/C元素与离子电流特征峰的关系及离子电流第3峰的成因,提出排除法.在不同点火方式和空燃比下,分别测量了碳氢燃料在合成空气(氧/氮)和氧/氩混合气中燃烧产生的离子电流,并以离子电流信号、燃烧压力信号和火焰纹影照片为基础数据分析试验.结果表明:测量电极与点火电极分开,可以避免点火信号的干扰,测量系统检测不到离子电流第1峰;C元素主要影响离子电流第2峰,H和N元素主要影响第3峰;离子电流第3峰由火焰前锋面带电粒子被燃烧室壁面吸收与NO组分热离子化共同作用产生.     

再生式密闭爆发器中液体发射药燃烧规律的实验研究

本文介绍了硝酸羟胺液体发射药在再生式密闭爆发器中的喷射燃烧实验．实验采用固体火药以不同的点火压力启动再生式活塞并点燃液体发射药，同时获得了燃烧室和贮液室内p-t自线．研究结果表明，液体发射药在再生式密闭爆发器中10-15MPa点火压力条件下可靠点燃并稳定燃烧，压力梯度和动态活度曲线与固体火药密闭爆发器中的燃烧规律相似，预示了液体发射药应用于再生式液体火炮的可能性，对液体发射药燃烧性能的进一步研究有一定的参考作用．     

固体推进剂用单质、合金及氢化物的研究进展

高能燃料如铝、镁、硼等可以显著提高固体推进剂的燃烧温度及能量密度,从而提高固体火箭发动机比冲,抑制推进过程中不稳定燃烧等。本文总结了铝、镁、硼等高能燃料单质、铝镁合金等金属合金、三氢化铝等金属氢化物添加到固体推进剂中的燃烧特性及促进作用;介绍了铝的团聚、镁的低热值和硼的点火困难等问题,归纳了解决这些问题的改性方法,同时指明了今后的研究方向。     

LPG用于小型点燃式发动机的性能优化与稀薄燃烧

介绍了将LPG应用在小型点燃式发动机上时 ,对燃烧系统参数优化和稀薄燃烧能力的影响。试验在一台四冲程、水冷 1 2 5ml单缸摩托车发动机上进行。研究结果表明 ,压缩比和点火提前角的增大有利于恢复发动机扭矩 ,火花塞间隙调整对扭矩影响不明显 ;提高压缩比、增加点火提前角和加宽火花塞间隙将有利于LPG在发动机中拓宽稀薄燃烧区的范围     

等离子喷涂设备抗干扰问题的研究

等离子喷涂设备的高频引弧器是对PLC系统和设备元件构成强大威胁的干扰源，阐述了高频干扰的主要现象，探讨了解决干扰的一些措施.实验发现，等离子喷涂设备在起弧瞬间的工作电流骤升至近千安培.另外强电场干扰也是导致设备不能稳定工作的一个因素.实验表明，将高频电源与共用电源分离、改变控制电路以及在PLC和硅触发器电源线路上加滤波器等措施有效地抑制了高频引弧器对PLC系统和设备元件的破坏性干扰，确保了PLC系统实时控制的稳定性和可靠性.     

汽油机缸内富氧燃烧的试验研究

富氧燃烧是一种可以实现节约能源和降低污染物排放的内燃机燃烧技术.通过汽油发动机在同一工况工作时,使进气中氧体积分数分别为20.7％、23.2％和25.4％,实现富氧燃烧.研究不同的进气氧体积分数对汽油发动机的燃烧特性和排放特性的影响.研究结果表明：进气氧体积分数增加,发动机缸内压力和燃烧放热率升高,最高燃烧压力相位提前,降低循环波动,发动机燃烧工作稳定;同时减少THC和CO的排放,但NOx的排放量增大.     

电热塞点火微型内燃机燃烧特性及残余废气对其的影响

为了评估二冲程电热塞点火微型内燃机的燃烧特性,构建了测试平台进行燃烧测试。与常规汽油机对比分析表明:微型内燃机放热率低、循环变动大、燃烧持续期长,比常规尺寸机型燃烧持续期长约20°CA,并且平均指示压力(p_(mi))和燃烧压力低;电热塞点火形式无固定点火时间,燃烧始点波动很大,导致微空间燃烧不稳定。基于首着火循环的瞬态分析表明:微型内燃机较高的残余废气系数是微空间燃烧特性差的主要原因;无残余废气情况下,微型内燃机燃烧放热率曲线与常规机型相当,燃烧持续期约为22°CA,比稳定燃烧时缩短近50%;缸体温度和残余废气共同影响燃烧始点和燃烧持续期,但残余废气是主要影响因素;残余废气量和缸体温度越高,对应的pmi越低,当缸体温度为150℃时,稳定燃烧状态下的pmi仅为0.17 MPa。     

EGR协同点火对火花辅助压燃汽油机性能的影响

研究了EGR率及点火时刻对火花辅助压燃(SACI)燃烧及排放特性的影响,分析了SACI模式下放热模式切换时刻与燃烧参数之间的关系。结果表明,外部废弃再循环(EGR)可以有效降低SACI燃烧压力升高率,在抑制爆震的同时起到了改善燃油经济性和NO_x排放的作用;SACI切换时刻与获得最佳动力性和经济性的CA50存在对应关系,调整点火时刻将CA50和SI/CI切换时刻分别调整在9～10°CA ATDC及2°CA ATDC范围内,发动机可以获得最佳的扭矩和有效燃油消耗率(BSFC)。     

双线圈点火系统特性仿真与试验研究

为了降低稀燃CNG发动机燃烧循环变动,设计了一种双线圈点火系统。利用Multisim软件仿真研究了新点火系统次级电压的变化规律,并在发动机台架上研究了此点火系统对CNG发动机燃烧稳定性的影响。次级电压的仿真结果表明,在不同放电间隔的条件下,新点火系统分别能够有效提高次级电压,增加火花持续期并能实现多次放电。台架试验表明,在合适的放电模式下新点火系统能够降低发动机的循环变动系数,提高稀燃CNG发动机燃烧稳定性。