摘要：在保持压缩比不变的条件下,基于原机燃烧室,新设计了5种不同形状的燃烧室,应用CFD数值模拟软件STAR-CD模拟研究了6种不同形状的燃烧室对柴油机燃烧过程的影响.结果表明,喷雾和深坑缩口型燃烧室壁面碰撞后能产生较强的湍流运动,提高混合气的形成速率.当燃烧室喉口直径相同时,增加燃烧室凹坑深度有利于实现快速燃烧.随着燃烧室凹坑加深,最高爆发压力升高,燃烧持续期缩短;深坑缩口型燃烧室燃烧速度快,Soot排放低,但NOx排放高,而浅盘缩口型燃烧室则相反.

摘要：在保持压缩比不变的条件下,设计了3种不同径深比的燃烧室,并采用CFD数值模拟方法研究了喷油定时和燃烧室形状对柴油机燃烧过程、碳烟和NOx排放的影响.结果表明,随着喷油的推迟,各燃烧室NOx排放均呈下降趋势,碳烟排放则有所增加,尤其是缩口较小的燃烧室,其碳烟生成较多而氧化速率却很低,因此碳烟排放较高.此外,缸内温度为1 500～2 400 K的区域是碳烟生成的主要区域,温度过低不利于碳烟的生成,而较高的温度会促进已生成碳烟的氧化.

摘要：对双模式HCCI燃烧,促进其主喷阶段燃油的混合速率至关重要。采用CFD数值模拟方法研究了一种新型燃烧室设计———BUMP燃烧室对直喷柴油机喷雾燃烧过程的影响。结果表明,bump环扰动缸内气流运动产生复杂的流谱,形成强烈的湍流。燃油喷雾撞壁后,bump环剥离壁面射流形成二次空间射流,减少了燃油在燃烧室壁面的沉积,湍流混合速率大大增加。自燃着火时刻,BUMP燃烧室内有38.2%的燃油处于碳烟生成门槛之外,而对比燃烧室仅为28.9%。数值模拟解释了BUMP燃烧室同时降低NOx和碳烟排放的实验现象。此外,模拟还发现燃油混合速率对喷油定时非常敏感,存在一个高湍流混合速率曲轴转角区间。

摘要：针对柴油机在低速、大负荷工况下引入EGR(exhaust gas recirculation)气体困难的实际情况,该文采用在中冷器后安装一个文丘里管的方法提高对EGR的引射能力。通过计算初步确定了文丘里管的喉口直径,并设计了3种不同结构尺寸的文丘里管,进行了相关试验。试验结果表明,随着发动机转速的提高,气体流量增加,文丘里管的降压作用增强;EGR阀前与文丘里管喉口的压差随着发动机转速先减小后增加,在1100到1600r/min转速范围内,该压差为负值,不利于引入EGR气体;在2200r/min时,随着发动机负荷的增加,EGR阀前压力始终大于文丘里管前压力,即使没有文丘里管,发动机也可以顺利引入EGR,但二者压差随着负荷的增加而减小,导致高负荷时EGR率降低;文丘里管的降压作用随发动机负荷的增加而增加,EGR引射能力随负荷的变化不明显;在试验负荷范围内,文丘里管前后的压力损失始终大于5kPa;在2200r/min时,3种喉口直径的文丘里管的EGR引射能力随着负荷的增加均有增强的趋势,但直径较小的文丘里管EGR阀前与喉口压差较大,容易实现较高的EGR率;但在1600r/min时,3种文丘里管的EGR引射能力均随着负荷的增加而减小;当扭矩超过470N·m时,随着文丘里管喉口直径的增加,EGR阀前与文丘里管喉口压差逐渐降低,引入EGR气体的难度逐渐增加。研究结果可为增压中冷柴油机废气再循环系统文丘里管的设计和应用提供参考。

摘要：尽管有关柴油机新型燃烧方式,比如HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition,HCCI),PCCI(Premixed Charge Compression Ignition,PCCI),LTC(Low Temperature Combustion,LTC)等研究已经取得很大进步,但是新型燃烧方式大量应用于工程实践还存在较多的技术难题。当前以及未来一段时间内,传统燃烧方式还将会是柴油机的主要燃烧方式。随着排放法规的日益严格,在改善燃油经济性的同时需要大幅度降低污染物排放,所以对影响油耗和污染物排放的参数进行优化和匹配是满足未来排放法规的关键。本文叙述了燃烧室形状、废气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)以及喷油策略对柴油机性能及排放的影响,重点总结了近年来提高柴油机性能和排放的新思路,可以为柴油机的优化设计和燃烧控制提供一定的理论参考依据。

摘要：应用CFD模拟软件STAR-CD构建三维燃烧室对轿车柴油机进行模拟计算,重点研究了预喷射和发动机压力升高率之间的关系,而压力升高率是燃烧噪声的主要评价因素.根据原机设计了预喷规律,在主喷正时和喷油压力不变的情况下,加上预喷射,通过改变预喷量和预主喷间隔角等参数来研究预喷射对噪声的影响.结果表明:预喷量可以显著降低主喷阶段的压力升高率,从而减小发动机的燃烧噪声;而预、主喷间隔角对燃烧噪声的影响不大.