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射流搅拌反应器中氨/异辛烷的氧化特性研究
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作者 卫海桥 郭颖莹 +2 位作者 潘家营 张韧 万思萌 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第4期379-386,共8页
大分子烃类燃料普遍具有低温氧化特性,能够有效增强氨(NH3)反应活性.然而,目前关于氨/异构烷烃的氧化特性尚不清楚.本文基于射流搅拌反应器(JSR)和动力学分析方法,对纯氨、异辛烷(IC8H18)及其混合物的氧化特性进行了实验和数值模拟研究... 大分子烃类燃料普遍具有低温氧化特性,能够有效增强氨(NH3)反应活性.然而,目前关于氨/异构烷烃的氧化特性尚不清楚.本文基于射流搅拌反应器(JSR)和动力学分析方法,对纯氨、异辛烷(IC8H18)及其混合物的氧化特性进行了实验和数值模拟研究.实验工况选择500~1050 K温度范围,同时通过同步辐射真空紫外光电离质谱(SVUV-PIMS)和气相色谱技术(GC)对反应物和生成物进行浓度剖面的在线扫描,并使用改进的动力学机理对氨和异辛烷的氧化过程及其相互作用进行详细分析.研究结果表明,NH3和IC8H18的氧化活性在不同温度区间内存在相互促进与相互竞争并存的机制,从而在整体上表现为非单调的分段氧化特性.在820~1050 K温度条件下,IC8H18氧化(尤其是通过HO2路径)产生大量活性自由基,加强了链分支反应HO2+NO=NO2+OH,从而使得NH3的反应活性随着异辛烷的加入而提高;在500~820 K温度条件下,氨通过NOx反应路径促进羟基自由基的产生,使得IC8H18氧化温度降低、反应速率提高;在800~900 K温度区间内,随着反应温度增加,NH3的反应活性逐渐变强且争夺自由基能力提高,导致系统自由基池总量迅速减少,造成整体氧化反应活性降低,是导致分段氧化现象的主要原因. 展开更多
关键词 氨/异辛烷 射流搅拌反应器 氧化反应活性 反应动力学 氮氧化物
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过量空气系数和点火时刻对缸内直喷氢内燃机燃烧与排放特性的影响研究
2
作者 贾滨 黄泽远 +3 位作者 胡祯 周磊 钟力嘉 卫海桥 《内燃机工程》 北大核心 2025年第2期11-18,共8页
基于一台缸内直喷氢内燃机三维模型,开展了过量空气系数和点火时刻对缸内直喷氢内燃机燃烧与排放的影响研究。研究结果表明:随着过量空气系数从2.5降低至2.1,缸压峰值从6.9 MPa增加到10.5 MPa,缸压峰值相位从压缩上止点后18.0°提... 基于一台缸内直喷氢内燃机三维模型,开展了过量空气系数和点火时刻对缸内直喷氢内燃机燃烧与排放的影响研究。研究结果表明:随着过量空气系数从2.5降低至2.1,缸压峰值从6.9 MPa增加到10.5 MPa,缸压峰值相位从压缩上止点后18.0°提前到了上止点后12.5°。降低的过量空气系数增大了浓混合气区域,积聚在火花塞附近及气缸壁面附近。此外,过量空气系数的降低加快燃烧速度并升高燃烧温度,导致NOx排放增加。随着点火时刻从上止点前5°提前至上止点前9°,缸压峰值从7.9 MPa增加到9.3 MPa,缸压峰值相位从上止点后18.5°提前到上止点后14.0°。点火时刻的提前使缸内平均温度从1900 K上升到2050 K,导致了NOx排放增加。 展开更多
关键词 过量空气系数 点火时刻 燃烧 排放 缸内直喷氢发动机
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湍流射流点火诱导两次喷射高压直喷甲烷着火规律试验研究
3
作者 臧月研 钟力嘉 +3 位作者 刘宗宽 周磊 卫海桥 贾滨 《内燃机工程》 北大核心 2025年第1期57-65,共9页
基于安装有主动式预燃室及甲烷高压喷射器的定容燃烧弹开展预燃室湍流射流火焰引燃二次喷射甲烷射流的试验,研究了不同喷射点火延迟、不同喷油压力与不同第一次喷油脉宽对点火及火焰传播的影响。结果表明:其他条件不变时,当点火延迟时间... 基于安装有主动式预燃室及甲烷高压喷射器的定容燃烧弹开展预燃室湍流射流火焰引燃二次喷射甲烷射流的试验,研究了不同喷射点火延迟、不同喷油压力与不同第一次喷油脉宽对点火及火焰传播的影响。结果表明:其他条件不变时,当点火延迟时间t_(i)为-30 ms时,会出现无法点燃主燃室气体的失火现象;当点火延迟时间t_(i)增加到-10 ms时,会出现热射流先淬息随后再次着火的不稳定点火现象。将喷射点火延迟时间t_(i)从0 ms增加到100 ms会使燃烧压力峰值从1.56 MPa增加到2.26 MPa,并使压力峰值的时刻从点火后130 ms提前到点火后50 ms,同时提高热射流及主燃室火焰传播速度,火焰传播速度从10 m/s提高到30 m/s。此外,改变高压甲烷喷射压力,由5 MPa提高到10 MPa,燃烧压力峰值从0.96 MPa升高到2.26 MPa,压力峰值出现时刻从点火后100 ms提前到点火后50 ms。主燃室火焰传播速度由5 m/s提高至30 m/s。当改变高压甲烷第一次喷射脉宽时,也会对燃烧压力峰值及压力峰值出现时刻造成影响。将第一次喷射脉宽由40 ms提高为80 ms会使燃烧压力峰值从1.87 MPa升高到2.26 MPa,并使压力峰值的出现时刻提前,但对热射流速度及主燃室内的火焰传播速度没有明显影响。 展开更多
关键词 湍流射流点火 高压直喷 湍流火焰 甲烷
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缸内直喷氢内燃机控制参数对混合气形成及燃烧特性的影响研究
4
作者 李冬野 刘少鹏 +2 位作者 胡祯 周磊 卫海桥 《内燃机工程》 北大核心 2025年第1期9-16,26,共9页
基于一台直列4缸四冲程缸内直喷氢内燃机,建立了三维计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真计算模型,研究了发动机控制参数对混合气形成及燃烧特性的影响。研究结果表明:随着当量比的增大和点火时刻的提前,发动机的缸内... 基于一台直列4缸四冲程缸内直喷氢内燃机,建立了三维计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真计算模型,研究了发动机控制参数对混合气形成及燃烧特性的影响。研究结果表明:随着当量比的增大和点火时刻的提前,发动机的缸内压力和放热率峰值升高,同时缸内压力和放热率的峰值相位推迟。减小当量比使氢气和空气的混合气分布大致相同但更加稀薄,更靠近火花塞的浓混合气分布是提升火焰传播速度的关键。随着氢气喷射时刻的推迟,缸内压力和放热率峰值增大,点火延迟缩短,燃烧相位提前。喷射压力和喷射时刻对燃烧过程的影响均取决于缸内混合气的分布状态。 展开更多
关键词 直喷 氢发动机 内燃机 控制参数 混合气形成 燃烧特性
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预燃室湍流射流点火甲醇发动机稀薄燃烧和排放特性试验研究 被引量:2
5
作者 王志刚 刘宗宽 +2 位作者 车胜楠 周磊 卫海桥 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-7,共7页
基于一台四冲程单缸发动机开展预燃室湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)甲醇发动机燃烧特性、性能表现和排放特性的试验研究。结果表明,TJI燃烧模式燃烧速率较快,放热率(heat release rate,HRR)峰值明显较高,且具有更短的滞燃... 基于一台四冲程单缸发动机开展预燃室湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)甲醇发动机燃烧特性、性能表现和排放特性的试验研究。结果表明,TJI燃烧模式燃烧速率较快,放热率(heat release rate,HRR)峰值明显较高,且具有更短的滞燃期和燃烧持续期。随着过量空气系数变大,缸内压力和放热率峰值变小,TJI和火花塞点火(spark ignition,SI)燃烧模式滞燃期和燃烧持续期均变长。此外,TJI燃烧模式可有效提升甲醇发动机的稀薄燃烧稳定性,可将稀燃极限拓展至过量空气系数2.0。TJI燃烧模式下平均指示压力略低于SI模式;然而对于过量空气系数大于1.1的稀燃工况,TJI燃烧模式指示燃油消耗率更低,在过量空气系数1.3时低于570 g/(kW·h),说明其具有更好的燃油经济性。TJI燃烧模式下氮氧化物排放量明显低于SI燃烧模式,过量空气系数1.1时降低约37.2%,并且在过量空气系数大于1.3的极稀燃工况具有相对较低的甲醛CH_(2)O和碳氢化合物排放。 展开更多
关键词 湍流射流点火 稀薄燃烧 甲醇发动机 压缩比
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发动机进气温度对稀薄燃烧稳定性影响的可视化研究 被引量:2
6
作者 左俊杰 王志刚 +3 位作者 薛亮 张韧 卫海桥 潘家营 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期355-361,共7页
稀薄燃烧稳定性是先进天然气发动机稳定高效清洁燃烧的重要指标.为了进一步探索改善天然气发动机稀薄燃烧性能的方法,本文基于一台高压缩比单缸光学发动机,采用高速摄影和瞬态压力同步测量方法,研究了进气温度对天然气发动机稀薄燃烧特... 稀薄燃烧稳定性是先进天然气发动机稳定高效清洁燃烧的重要指标.为了进一步探索改善天然气发动机稀薄燃烧性能的方法,本文基于一台高压缩比单缸光学发动机,采用高速摄影和瞬态压力同步测量方法,研究了进气温度对天然气发动机稀薄燃烧特性的影响,量化了火焰发展演变与发动机性能之间的关联性.研究表明:提高进气温度可以提升缸内压力和放热率峰值,进气温度从25℃到75℃,峰值压力从3.71 MPa提升至4.49 MPa,峰值放热率从57.17 J/(°CA)提升至64.36 J/(°CA),并且放热过程更为集中,同时结合发动机点火时刻,可进一步实现燃烧相位优化,降低传热损失;可视化燃烧图像显示,高进气温度条件下着火延迟期缩短,初始火焰尺寸增大,后期火焰传播更快,最大火焰传播速度提升至约10.6 m/s,同时火焰前锋趋于向四周传播,火焰形态对称性更好.此外,本文创新性地提出了一种基于可视化图像来量化的已燃质量分数的经验准则来评价初期火焰发展特性,发现提升进气温度主要影响早期火焰发展规律,高进气温度下早期火焰循环变化系数从18.12%降低至7.86%,并且该持续期平均值从13.03°CA降低到了9.25°CA,从而减小了后期燃烧过程的差异,这是天然气发动机稀薄燃烧稳定性改善的主要原因. 展开更多
关键词 稀薄燃烧 光学发动机 进气温度 早期火焰发展 循环变动
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掺混策略对聚甲氧基二甲醚/甲醇双燃料燃烧影响的可视化研究 被引量:1
7
作者 王长通 张韧 +3 位作者 杨鹏辉 潘家营 卫海桥 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期21-29,共9页
基于一台单缸光学发动机,采用高速摄影和瞬态压力同步测量方法,开展了不同掺混策略对聚甲氧基二甲醚(polyoxymethylene dimethyl ethers,PODE)/甲醇双燃料燃烧及火焰发展特性的影响研究,其中掺混策略包括P/M20(甲醇和PODE以2∶8的体积... 基于一台单缸光学发动机,采用高速摄影和瞬态压力同步测量方法,开展了不同掺混策略对聚甲氧基二甲醚(polyoxymethylene dimethyl ethers,PODE)/甲醇双燃料燃烧及火焰发展特性的影响研究,其中掺混策略包括P/M20(甲醇和PODE以2∶8的体积比掺混)燃料双喷射模式和缸内直喷PODE引燃预混甲醇混合气的反应活性控制压燃(reactivity-controlled compression ignition,RCCI)模式。结果表明,对于P/M20燃料双喷射模式,随着气道喷射比例增加,低温反应增强,滞燃期缩短,着火时刻显著提前,进而显著改善了燃烧稳定性;对于RCCI模式,随着气道喷射甲醇占比的增加,滞燃期延长,燃烧相位推迟,峰值压力和放热率均降低,并伴随着燃烧稳定性变差。燃烧可视化显示,两种掺混策略下,随着气道喷射比例的增加,蓝色预混火焰占比增大,最大火焰传播速度降低,由于末端未燃混合气浓度增加,火焰发展由明显的扩散燃烧逐渐转变为末端混合气不断出现新自燃点的顺序自燃模式。对比两种掺混策略可以发现,推迟缸内直喷时刻均能在一定程度上优化燃烧相位,显著改善指示热效率,然而其原因侧重点不同:对于P/M20燃料双喷射模式,提高气道喷射比例可以增强低温放热,促进着火,显著改善燃烧稳定性;对于RCCI模式,其燃烧过程主要位于上止点之后,燃烧相位更接近最佳燃烧相位,进一步减小了传热损失和循环负功,因此其具有更高的指示热效率,也更适合PODE/甲醇双燃料燃烧模式。 展开更多
关键词 光学发动机 掺混策略 聚甲氧基二甲醚 甲醇 火焰发展 燃烧稳定性
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基于活塞式反应器的氨在线制氢研究
8
作者 万思萌 潘家营 +2 位作者 郭颖莹 卫海桥 舒歌群 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期526-533,共8页
提出一种基于活塞式反应器原理的氨在线制氢方法并探究了其可行性.通过结合均质充量压燃反应器零维仿真模型并优化传热模型和氨热解机理,研究了氩摩尔分数、进气条件、压缩比和氧摩尔分数等参数对氨转化率和产氢率的影响,分析了关键参... 提出一种基于活塞式反应器原理的氨在线制氢方法并探究了其可行性.通过结合均质充量压燃反应器零维仿真模型并优化传热模型和氨热解机理,研究了氩摩尔分数、进气条件、压缩比和氧摩尔分数等参数对氨转化率和产氢率的影响,分析了关键参数对氨分解制氢的反应动力学影响机制.结果表明:初始温度和氧摩尔分数对氨分解制氢的影响最为显著.当初始温度从373 K提高到573 K时,氨转化率将提升80%,这主要是由于高温下关键基元反应速率的提升;当氧摩尔分数为0.0248时,氨在线制氢量达到最高,这是由于关键基元反应NH+H=H_(2)+N反应比的增加.此外,适当提高氩摩尔分数、降低转速、提高初始压力和压缩比对氨分解制氢也具有促进作用.通过适当设计和优化热化学边界条件,活塞式反应器有可能成为一种有效的氨在线制氢方法. 展开更多
关键词 活塞式反应器 氨在线制氢 热化学边界
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直喷式柴油机燃烧噪声和活塞拍击噪声的探讨 被引量:9
9
作者 卫海桥 舒歌群 +1 位作者 韩睿 梁兴雨 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2004年第6期662-665,670,共5页
通过试验方法获取燃烧噪声的传递函数 ,并测量噪声和缸内压力信号 ,用时间窗获取包含活塞拍击噪声的燃烧噪声 ,并与缸内燃烧压力和传递函数计算所得的燃烧噪声进行比较分析 ,得到了活塞拍击噪声出现的频率范围。对活塞拍击噪声的特性进... 通过试验方法获取燃烧噪声的传递函数 ,并测量噪声和缸内压力信号 ,用时间窗获取包含活塞拍击噪声的燃烧噪声 ,并与缸内燃烧压力和传递函数计算所得的燃烧噪声进行比较分析 ,得到了活塞拍击噪声出现的频率范围。对活塞拍击噪声的特性进行了进一步分析。 展开更多
关键词 燃烧噪声 直喷式柴油机 活塞 缸内压力 缸内燃烧 传递函数 试验方法 频率范围 时间窗 比较分析
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直喷式柴油机燃烧压力高频振荡与燃烧噪声的关系 被引量:13
10
作者 卫海桥 舒歌群 +1 位作者 韩睿 梁兴雨 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期131-136,共6页
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... 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. 展开更多
关键词 内燃机 压力高频振荡 燃烧噪声 声响应法
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燃烧噪声一级影响模型的多元回归分析 被引量:11
11
作者 卫海桥 舒歌群 +1 位作者 梁兴雨 韩睿 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期66-69,共4页
研究了直喷式柴油机燃烧噪声与一级影响因素的关系。通过多元统计分析法,建立了动力载荷、压力高频振荡与燃烧噪声的一级影响模型,并对回归的方程进行了检验。通过求取燃烧噪声传递函数,对燃烧噪声一级影响模型进行的研究表明:该模型... 研究了直喷式柴油机燃烧噪声与一级影响因素的关系。通过多元统计分析法,建立了动力载荷、压力高频振荡与燃烧噪声的一级影响模型,并对回归的方程进行了检验。通过求取燃烧噪声传递函数,对燃烧噪声一级影响模型进行的研究表明:该模型与燃烧压力最大值无关,与压力升高率最大值和高频压力振荡最大值及发动机结构因素有关;模型方程有一定的适用价值;压力升高率和压力高频振荡频率是影响燃烧噪声的重要因素。 展开更多
关键词 内燃机 多元回归分析 燃烧噪声
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内燃机活塞拍击表面振动与燃烧噪声的关系 被引量:20
12
作者 卫海桥 舒歌群 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期27-32,共6页
通过测量噪声和表面振动信号,用时间窗获取的噪声信号主要为活塞拍击噪声和燃烧噪声,并对表面振动信号进行频谱分析和时频分析,确定该噪声信号中活塞拍击噪声可能出现的频率范围和对整个噪声分析频率带能量的贡献,不加区别地把燃烧噪声... 通过测量噪声和表面振动信号,用时间窗获取的噪声信号主要为活塞拍击噪声和燃烧噪声,并对表面振动信号进行频谱分析和时频分析,确定该噪声信号中活塞拍击噪声可能出现的频率范围和对整个噪声分析频率带能量的贡献,不加区别地把燃烧噪声和活塞拍击噪声看作是燃烧噪声进行燃烧噪声机理研究的方法是不可取的。 展开更多
关键词 内燃机 柴油机 活塞拍击 表面振动 燃烧噪声 燃烧噪声
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进气道喷射氢发动机燃烧及爆震特性试验研究 被引量:5
13
作者 卫海桥 王楠 +3 位作者 贾德民 李金光 潘家营 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1230-1236,共7页
为探究进气道喷射(PFI)氢发动机燃烧特性,以一台四冲程PFI氢发动机为研究对象,开展了关键参数(点火时刻、当量比)对氢发动机燃烧及爆震特性影响的试验研究,其中点火时刻在-5°CA~-30°CA内变化,当量比在0.5~0.8内变化.结果表明... 为探究进气道喷射(PFI)氢发动机燃烧特性,以一台四冲程PFI氢发动机为研究对象,开展了关键参数(点火时刻、当量比)对氢发动机燃烧及爆震特性影响的试验研究,其中点火时刻在-5°CA~-30°CA内变化,当量比在0.5~0.8内变化.结果表明,随着点火时刻从-5°CA提前到-30°CA,发动机做功能力逐渐降低,循环变动逐渐增大;将当量比从0.5提高到0.7时,发动机做功能力有所下降且循环变动增大,综合发动机做功能力和循环变动来看,-15°CA点火时刻发动机性能最优;根据统计学角度分析得知,从点火时刻-25°CA开始,随着点火时刻的推迟,平均爆震强度呈现先增大后降低的趋势;平均爆震强度随当量比的提高整体呈增大趋势,但其对当量比的敏感性与点火时刻密切关联,-15°CA~-20°CA点火时,增大当量比会使平均爆震强度明显增加;同时,点火时刻较为提前或推迟时爆震概率对当量比的敏感性较大,增大当量比会使爆震概率明显增加、爆震起始时刻提前.此外,在高当量比条件下,初期循环中一般强度爆震的累加作用会诱发超级爆震. 展开更多
关键词 氢发动机 燃烧特性 爆震 超级爆震 点火时刻 当量比
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内燃机缸内压力与燃烧噪声 被引量:20
14
作者 卫海桥 舒歌群 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2004年第1期56-61,共6页
利用小波包分析提取缸内压力和测量噪声的时频信息,结合频谱分析技术,对缸内压力和测量噪声特性进行了研究.结合缸内压力和测量噪声的传递函数及相干分析,讨论了测量噪声各频带活塞拍击噪声和燃烧噪声的情况,并对缸内压力和燃烧噪声各... 利用小波包分析提取缸内压力和测量噪声的时频信息,结合频谱分析技术,对缸内压力和测量噪声特性进行了研究.结合缸内压力和测量噪声的传递函数及相干分析,讨论了测量噪声各频带活塞拍击噪声和燃烧噪声的情况,并对缸内压力和燃烧噪声各频带所占能量进行了计算和研究.结果表明,通过缸内压力和噪声的时频及频谱分析,能获取更加详细的燃烧噪声和活塞拍击噪声信息,为燃烧噪声的分离以及机理研究提供了技术支撑. 展开更多
关键词 内燃机 小波包分析 燃烧噪声 高频压力振荡
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直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声二级影响机理研究 被引量:3
15
作者 卫海桥 舒歌群 +1 位作者 王养军 杨志毅 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期208-216,共9页
研究直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声二级影响机理。设计瞬态与稳态工况燃烧噪声试验,测量燃烧噪声二级影响因素,分析瞬态工况下壁面温度、油管压力和针阀升程等间接因素影响动力负荷与压力高频振荡,从而影响燃烧噪声的二级影响机理,并对... 研究直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声二级影响机理。设计瞬态与稳态工况燃烧噪声试验,测量燃烧噪声二级影响因素,分析瞬态工况下壁面温度、油管压力和针阀升程等间接因素影响动力负荷与压力高频振荡,从而影响燃烧噪声的二级影响机理,并对不同供油提前角瞬态工况燃烧噪声二级影响机理进行了研究。结果表明,瞬态工况壁面温度、油管压力、针阀升程及针阀开启时间均高于同负荷同转速的稳态工况,影响到瞬态工况滞燃期以及滞燃期的喷油量,进而影响动力负荷和压力高频振荡,使得瞬态与稳态工况燃烧噪声产生差异。 展开更多
关键词 瞬态工况 燃烧噪声 二级影响因素
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瞬态工况对内燃机燃烧噪声的影响研究 被引量:3
16
作者 卫海桥 舒歌群 +1 位作者 王养军 杨志毅 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期54-60,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 内燃机 瞬态工况 燃烧噪声
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进气道结构对增压汽油机燃烧过程影响的数值模拟 被引量:7
17
作者 卫海桥 龚泽文 +3 位作者 韩雪松 潘明章 叶年业 梁源飞 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期1077-1082,共6页
为提高某三缸增压进气道喷射汽油机的燃烧效率,利用三维CFD软件AVL-FIRE对原汽油机进气道在各气门升程下的进气过程进行了稳态数值模拟计算,并对其原汽油机在1,000,r/min、3,000,r/min和5,000,r/min全负荷下的燃烧过程进行了瞬态数值模... 为提高某三缸增压进气道喷射汽油机的燃烧效率,利用三维CFD软件AVL-FIRE对原汽油机进气道在各气门升程下的进气过程进行了稳态数值模拟计算,并对其原汽油机在1,000,r/min、3,000,r/min和5,000,r/min全负荷下的燃烧过程进行了瞬态数值模拟计算;基于计算结果提出了两种进气道优化设计方案.对优化前后的缸内速度场、湍动能场、温度场、瞬时放热率及燃烧持续期进行了对比研究.研究结果表明:与原气道方案相比,优化气道方案的滚流比更大,在缸内组织了更强的气流运动,点火时刻缸内的湍动能更大且分布更为合理,火焰发展期和快速燃烧期更短.通过优化进气道结构适当提高增压汽油机的滚流比,可以改善压缩行程后期缸内的气流运动,提高点火时刻缸内的湍流强度,对提高混合气的燃烧速度、促进缸内燃烧十分有利,从而可有效提升汽油机的燃烧效率. 展开更多
关键词 汽油机 进气道 滚流 数值模拟
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直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声的试验研究与分析 被引量:2
18
作者 卫海桥 舒歌群 +1 位作者 杨志毅 王养军 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期215-221,共7页
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,并从瞬态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... 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,并从瞬态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。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。 展开更多
关键词 内燃机 瞬态工况 燃烧噪声
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利用小波分析技术研究燃烧压力高频振荡 被引量:4
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作者 卫海桥 舒歌群 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期620-624,共5页
为研究内燃机缸内压力高频振荡的机理以及压力高频振荡对燃烧噪声的影响,利用小波分析提取缸内压力高频成分,确定缸内压力高频振荡出现的范围.用有限元方法计算不同曲轴转角下对应燃烧室空腔声模态,用声响应法测量不同曲轴转角下燃烧室... 为研究内燃机缸内压力高频振荡的机理以及压力高频振荡对燃烧噪声的影响,利用小波分析提取缸内压力高频成分,确定缸内压力高频振荡出现的范围.用有限元方法计算不同曲轴转角下对应燃烧室空腔声模态,用声响应法测量不同曲轴转角下燃烧室空腔声模态,并对计算值和测量值进行比较和修正.对实测的缸内燃烧压力信号进行了分析.有限元计算结果与模态试验结果较吻合,声模态修正后的结果能很好地解释缸内燃烧压力高频振荡.研究表明,缸内燃烧压力高频振荡是燃烧室空腔共振引起的,燃烧压力高频振荡是影响燃烧噪声的重要因素. 展开更多
关键词 内燃机 小波分析 燃烧压力 高频压力振荡
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涡流对船用柴油机喷雾燃烧及排放影响的数值研究 被引量:2
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作者 卫海桥 陈曦 +2 位作者 周磊 安世佳 舒歌群 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期1117-1123,共7页
涡流对船用柴油机的喷雾燃烧及排放过程起着至关重要的作用.基于雷诺平均模拟方法(RANS)结合KHRT液滴破碎模型和CTC/Shell燃烧模型研究了涡流对船用柴油机喷雾燃烧及排放的影响.首先对重油喷雾进行标定,标定后模拟贯穿距与实验数据吻合... 涡流对船用柴油机的喷雾燃烧及排放过程起着至关重要的作用.基于雷诺平均模拟方法(RANS)结合KHRT液滴破碎模型和CTC/Shell燃烧模型研究了涡流对船用柴油机喷雾燃烧及排放的影响.首先对重油喷雾进行标定,标定后模拟贯穿距与实验数据吻合较好;然后基于验证的喷雾模型,通过对比环境涡流下不同喷射角的喷雾形态、贯穿距、燃油蒸发质量和液滴平均粒径(SMD),研究了涡流对重油喷雾的影响.结果表明,涡流方向与喷雾方向相反或垂直时,涡流作用力可抑制喷雾轴向贯穿距的发展,增加了液滴与环境气体的相互作用进而促进喷雾雾化和蒸发;涡流与喷雾相切时,涡流可以促进喷雾轴向贯穿,但喷雾蒸发较差.进一步对CTC/Shell燃烧模型进行标定,标定后模拟放热率与实验数据吻合良好.最后基于验证的喷雾燃烧模型,研究了涡流比对船用柴油机喷雾燃烧和排放的影响.结果表明:一定范围内随着涡流比增大,喷雾液滴更加分散,喷雾气相蒸发加强,导致缸内燃烧更加剧烈,缸内最高爆发压力和最高温度升高,氮氧化物(NO_x)排放增多. 展开更多
关键词 涡流 船用柴油机 重油 喷雾燃烧 排放
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