发动机可变气门升程技术浅析

可变气门升程技术能够实现在不同工况时为发动机匹配合适的气门升程,是改善发动机动力性能、提高燃油效率和减少有害排放的一种重要途径。介绍了可变气门升程技术的类型、实现途径及应用现状,分析了典型可变气门升程机构的结构及工作原理,并对其特点进行了比较。     

一个适用于甲醇—参比燃料混合燃料的简化反应机理

对参比燃料、甲醇及甲醇—参比燃料混合燃料的主要反应历程进行了分析,利用详细反应机理研究了甲醇—参比燃料混合燃料燃烧时基元反应的相互影响特性。采用集总反应法构建了一个包含45种物质、75个反应的甲醇—参比燃料混合燃料简化反应机理,并利用激波管试验、流反应器试验、详细机理计算结果和HCCI发动机试验对该简化机理进行验证。结果表明,简化机理计算结果与试验结果及详细机理计算结果能够很好地吻合。     

RCCI发动机及相关基础研究

活性氛围分层压燃(RCCI)是面向压缩点火发动机的一种燃烧新技术,在能够维持压缩点火发动机高热效率的前提下实现氮氧化物(NO_x)与炭烟颗粒(PM)排放同时降低。回顾了RCCI燃烧理论的提出和发展历程,分析了发动机应用现状,提出了当前RCCI燃烧基础研究中亟需解决的关键问题。     

甲醇—异辛烷混合燃料滞燃期研究

对Curran的异辛烷详细化学动力学机理和Li的甲醇化学动力学机理进行了甲醇着火滞燃期特性对比研究,发现Curran异辛烷机理基本能反映甲醇的自燃着火过程。基于此,利用Curran异辛烷机理对甲醇—异辛烷混合燃料在初始温度为600 K~1 600 K、压力为1.0 MPa~4.0 MPa、当量比为0.3~1.5范围内的着火滞燃期特性进行了计算研究,分析燃料特性和初始条件对混合燃料滞燃期的影响。结果表明,初始温度对甲醇—异辛烷混合燃料的滞燃期影响较大,当初始温度增加时,滞燃期大幅缩短;部分掺醇混合燃料(掺醇率低于25%)中甲醇含量对燃料滞燃期的影响因温度范围的不同而不同,在850 K以下甲醇比率增加使混合燃料滞燃期延长,在850 K以上甲醇比率增加使其滞燃期缩短。     

分形维数在基于噪声的发动机故障诊断中的应用

将分形理论引入发动机噪声信号分析中,介绍了基于信号重构的发动机噪声分形维数G-P算法,运用自相关函数法和伪相图法讨论了信号重构中延迟时间的选取,并通过分析比较分形维数随嵌入维数的收敛关系,确定了分形维数计算中合适的嵌入维数。从不同工况下柴油机噪声信号分形维数的变化关系中发现:基于发动机噪声的分形维数可以定性表征发动机故障,在一定程度上可作为内燃机工作状态监测和故障诊断的一个特征量。     

甲醇-异辛烷/正庚烷混合燃料滞燃期特性的数值研究

基于甲醇、异辛烷和正庚烷的详细化学动力学机理,对甲醇、异辛烷、正庚烷及其构成的混合燃料的滞燃期进行了计算研究。研究表明:温度对滞燃期的影响最大,异辛烷和正庚烷燃烧有着明显的负温度系数现象,而甲醇燃烧则没有这一特征;对于甲醇—异辛烷/正庚烷混合燃料,当初始温度小于1000 K时,混合燃料滞燃期随甲醇含量的增加而延长,当初始温度大于1000 K时,混合燃料滞燃期随甲醇含量的增加而缩短;随着混合燃料中甲醇含量的增加,燃料滞燃期的负温度系数特性明显减弱,当甲醇摩尔分数大于85%时,混合燃料滞燃期的负温度系数现象消失;压力对滞燃期的影响也比较明显,在不同的初始温度下,压力对异辛烷和正庚烷滞燃期的影响程度不同;当量比对甲醇、异辛烷和正庚烷的影响特性不同,甲醇的滞燃期随当量比的增加而缩短,当初始温度小于1200 K时,异辛烷和正庚烷的滞燃期随当量比的增加而缩短,当初始温度大于1200 K时,其滞燃期随当量比的增加而延长。根据滞燃期的计算值,对滞燃期公式进行了改进,提出了可以准确计算异辛烷和正庚烷不同当量比燃烧时的滞燃期公式和可以计算甲醇、异辛烷、正庚烷混合燃料滞燃期的经验公式。     

发动机代用燃料的开发与应用

本文介绍了国内外发动机代用燃料的开发与应用现状，并综合内外的研究结果指出，天然气、氢气、醇类、煤是未来发动机极有希望的代用燃料。     

基于循环分辨分析的湍流特征参数计算法

采用不同的孔板结构和不同的驱动电机转速在定容燃烧弹内生成具有不同的湍流特性参数的气流 ,并用热线风速仪进行了测量。在循环分辨分析的基础上 ,计算分析了它们各自的湍流强度、积分时间尺度和时频谱密度。结果表明 ,电机转速越大 ,孔板总通孔面积越小 ,则湍流越强 ,积分时间尺度越小 ;对于不同的孔板结构和电机转速 ,湍流能量分布明显不同。     

峭度分析法在发动机噪声信号故障特征提取中的应用

将峭度分析法引入发动机噪声信号故障特征提取中。基于连续小波变换对信号时间-尺度特征的细致刻画功能,提出了噪声信号中瞬时特性的峭度敏感特征参数计算方法,对不同转速不同工况下的发动机噪声信号进行了基于尺度-峭度的特征提取。研究结果表明,峭度结合连续小波变换能够很好地提取发动机噪声信号的故障特征。利用连续小波变换的尺度-峭度分析,能够有效提取噪声信号不同转速不同工况下的故障特征,为发动机的状态监测与故障诊断提供了重要的理论和现实依据。