用快速压缩机研究异辛烷燃料均质压燃的燃烧特性

利用快速压缩机研究了混合气浓度和进气温度对异辛烷均质压燃燃烧特性的影响。试验表明:随着进气温度的升高,燃烧始点提前,燃烧持续期缩短,最高燃烧温度升高,最大燃烧放热率增加,最大压力升高率增大,最大压力升高率出现时刻提前;随着可燃混合气过量空气系数的增加,燃烧始点延迟,着火温度升高,燃料的最高燃烧温度降低,最大放热率降低,最大压力升高率降低,最大压力升高率出现时刻延迟,燃烧持续期增加。     

快速压缩机瞬态数据采集与处理系统

在介绍单行程快速压缩机原理的基础上,开发了其数据采集与处理系统,并讨论了该系统的结构组成和工作原理。本数据处理系统采用凌华公司的PCI-9812(4通道同步采集)采集卡与研华公司的PCL-818(多功能)数据采集卡来实现瞬时工作参数的高速采集和处理。根据试验获得的活塞位移曲线、气缸压力曲线及压力-位移曲线,证明本系统采集到的数据具有良好的可靠性。     

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。     

压缩机吸气压力的模糊神经网络控制方法

针对压缩机吸气压力耦合强、变化快且控制精度要求高的特点，在难以获得精确数学模型以及模糊控制还存在一些困难的情况下，采用模糊神经网络控制技术进行压缩机吸气压力的控制，从而保证了系统可以较快地进入工况并使吸气压力稳定在工况规定的精度范围内，经实际控制证明，模糊神经网络控制可以得到良好的控制效果。     

基于快速压缩机的甲烷着火延迟期的研究

为了研究甲烷(CH4)的燃烧特性,在初始温度288 K、驱动压力0.25~0.65 MPa、初始压力0.06~0.10MPa、当量比0.57~1.33的实验条件下,利用快速压缩机(RCM)研究了驱动压力、初始压力和当量比对CH₄/O₂/Ar混合气着火延迟期的影响.利用CHMKIN软件进行了上止点温度对CH₄/O₂/Ar混合气着火延迟期影响及与实验相同初始压力、当量比条件下的模拟计算及敏感性分析.结果表明:一定驱动压力范围内,CH₄/O₂/Ar混合气着火延迟期在较小范围内波动,驱动压力过高时,混合气着火延迟期略有延长,而驱动压力过低时,混合气着火延迟期明显延长;随上止点温度升高,CH₄/O₂/Ar混合气着火延迟期呈缩短趋势;不同当量比下,随初始压力的增加,CH₄/O₂/Ar混合气着火延迟期均呈缩短趋势;不同初始压力下,随当量比的增加,CH₄/O₂/Ar混合气着火延迟期均呈延长趋势.     

进气温度对甲醇均质压燃燃烧特性的影响

在一台快速压缩机上模拟甲醇HCCI的燃烧过程,通过缸压曲线和活塞位移曲线等数据进行计算分析,研究了进气温度对甲醇均质压燃燃烧特性的影响规律。结果表明,当其他边界条件一定时,随着甲醇混合气进气温度的增加,甲醇HCCI的燃烧始点提前,缸内压力升高率峰值增加,放热率峰值增加,燃烧持续期缩短。     

废气再循环对直喷汽油机燃烧及排放影响的仿真

应用计算流体力学(CFD)软件对一台带有废气再循环(Exhaust gas recirculation,EGR)系统的均质缸内直喷(Gasoline direct-injection,GDI)汽油机进气冲程至作功冲程排气门开启时段进行了三维仿真,研究了不同EGR率和过量空气系数λ对缸内状态及排放特性的影响,探讨了温度场、火焰面密度、NO浓度场、CO浓度场、微粒浓度场等参数的变化趋势。结果表明:EGR率为10%时,能在对燃烧过程影响不大的情况下有效降低排放质量;同时,在缸压稍有下降的情况下,λ=1.1时能有效降低排放质量;λ=1.0时能保持较高的缸压和中等的排放水平。     

缸内直喷发动机分层燃烧过程仿真

利用CFD软件建立了缸内直喷(GDI)发动机的缸内分层燃烧过程三维模型,并通过仿真计算研究了喷油时刻与点火时刻对GDI发动机分层燃烧过程的影响,采用示功图验证的方法对比了实验结果与模拟结果,证明两者具有较好的一致性。通过对比不同喷油与点火相位对分层燃烧过程及排放的影响,得出了文中给定工况下相对最佳的喷油、点火相位。本文方法也适用于标定其他工况下的最佳喷油相位及点火相位。     

快速压缩装置角涡运动特性

针对内燃机快速压缩装置(RCM)内部的典型涡旋流动,采用CFD方法对不同边界条件和变比例几何模型下的内燃机汽缸模型RCM内涡旋的形成与分布特征进行了数值模拟分析.结果表明:RCM的汽缸与活塞形成的角区附近存在一对反向旋转的涡旋,通常情况下,角区涡将充满整个活塞壁.模型的几何尺寸比例对RCM内部的涡流动有显著影响:随着几...     

乙醇燃料均质压燃的燃烧循环变动

在一台由CA6110柴油机改造而成的单缸发动机上进行了乙醇燃料均质压燃燃烧循环变动的研究。结果表明:随着过量空气系数增大,最大燃烧压力、平均指示压力、燃烧持续期的循环变动均增大,燃烧始点的标准偏差减小。随着进气温度的升高,最大燃烧压力升高,而平均指示压力先升高后下降,两者的循环变动均减小,燃烧始点的循环变动增大,燃烧持续期缩短,循环变动减小。引入适量的EGR能显著地改善燃烧速率,降低最大压升率,但EGR过大会使混合气不能稳定、连续地着火燃烧。     

Autoignition of butanol isomers/n-heptane blend fuels on a rapid compression machine in N2/O2/Ar mixtures

Ignition delay times of butanol isomers/n-heptane mixture were measured using a rapid compression machine at compressed pressures of 15,20 and 30 bar,in the compressed temperature range of 650–830 K and equivalence ratio of 1.0.Sensitivity analysis and reaction fluxes analysis were performed using a detailed mechanism of blend fuels so as to evaluate the impact of n-heptane addition and temperature variation on the ignition and combustion process.Over the experimental conditions in this study,the blend fuels displays apparent low and high temperature reactions and a negative-temperature-coefficient(NTC)behavior.With increasing butanol isomers mole fraction in the mixtures,the ignition delay times increase.It is worth noting that the suppression to n-heptane ignition from tert-butanol is very limited.The ignition delay time of 40/60 tert-butanol/n-heptane mixture is smaller than other three kinds of blends.With the increasing of tert-butanol mole fraction,the increasing range of its ignition delay time is very large.Moreover,compressed pressure has a limited effect on the ignition of blend mixture at low temperature but certain influence at medium temperature arrange.Tert-butanol/n-heptane mixture is not sensitive to the pressure.The chemical analysis indicates that butanol isomers also present the NTC behavior because of the low temperature reactivity radicals pool produced by n-heptane.Reaction fluxes analysis shows that the n-heptane addition has little impact on the reaction path.Sensitivity analysis shows that for the pure n-butanol,2-butanol and iso-butanol fuel,H-abstraction from the?-carbon plays the dominant role in the reactions having the inhibiting effect on the low-temperature branching,while the H-abstraction from the?-carbon can promote the ignition;for tert-butanol/n-heptane mixtures,reaction R16.H2O2(+M)=OH+OH(+M)plays the leading role.For n-butanol/n-heptane,iso-butanol/n-heptane mixtures,the major promoting reactions include some H-abstraction from n-heptane and OH branching reactions,the influence of H-abstraction from?-carbon is weaken;For 2-butanol/n-heptane,tert-butanol/n-heptane mixtures,R16 plays an absolutely dominant role,while the major inhibiting reactions add some elementary reactions of small radicals.     

火花点燃对乙醇HCCI燃烧稳定性的影响

针对实现均质压燃(HCCI)燃烧的难点之一:着火和燃烧的控制,在一台由柴油单缸机改造而成的乙醇燃料HCCI燃烧单缸试验机上实现了HCCI燃烧,研究了火花点燃对HCCI燃烧稳定性的影响。结果表明:HCCI燃烧方式的燃烧循环变动比火花点火燃烧低,燃烧速度快,热效率高,NOx的排放大幅降低。在HCCI临界温度工况下引入火花辅助点燃能提高燃烧稳定性,减少失火循环的产生;随着缸内温度逐渐高于混合气的临界着火温度,火花点燃对HCCI燃烧的影响逐渐减弱。     

缸内双直喷系统压燃式试验机的开发

为了研究多种燃料在压燃式发动机上的应用,在T1115单缸卧式直喷柴油机基础上增加一套独立的直接喷射系统,开发成双直喷系统压燃式试验机。详细论述了喷油泵的安装和驱动、喷油器的布置、气缸盖和摇臂座的改造以及气缸压力传感器、曲轴转角信号光栅盘轴的安装。该机可作为研究压燃式发动机同时燃烧两种燃料或柴油掺入助燃剂对发动机动力性、经济性、排放性影响的试验平台。试验运行表明:所开发的试验机工作可靠,并获得了一些有价值的试验成果。     

基于最小二乘支持向量机的混合动力挖掘机负载功率预测

为实现液压挖掘机并联式混合动力总成与负载功率的精确匹配,在对变量泵工作原理分析的基础上,提出基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)算法的双联式恒功率变量泵功率预测模型。以液压挖掘机实际挖掘作业时采集的载荷谱作为训练样本,以泵出口压力、负流量控制压力和极限载荷控制压力作为训练模型的输入,以泵的排量作为输出建立模型,从而使模型对于作业环境具有更好的适用性。用网格搜索和交叉验证的方法对LS-SVM的参数进行了优化,研究结果表明该模型具有良好的预测精度和泛化能力。