高功率密度柴油机缸盖结构对火焰传播的影响分析

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作者 王鑫浩 牛晓晓 +1 位作者 刘龙 王洋 《内燃机工程》 北大核心 2025年第1期27-35,共9页

探究了小缸径高功率密度柴油机缸盖结构对燃烧状态的影响,及燃烧室结构和喷油器布置对该影响的响应。基于敞口型燃烧室,采用封闭气门和补偿缸盖体积两种方式建立135 mm缸径柴油机的仿真模型,对比其对火焰发展的影响。对阶梯型和直口型... 探究了小缸径高功率密度柴油机缸盖结构对燃烧状态的影响,及燃烧室结构和喷油器布置对该影响的响应。基于敞口型燃烧室,采用封闭气门和补偿缸盖体积两种方式建立135 mm缸径柴油机的仿真模型,对比其对火焰发展的影响。对阶梯型和直口型燃烧室结构的响应进行分析,并针对不同喷孔夹角和相对气门的偏角的喷油器设置进行了分析。结果显示:小缸径柴油机的缸盖凹入容积在上止点占比为13.1%,补偿法处理造成最高燃烧压力降低0.473 MPa,同时后燃比例加剧;不同燃烧室形状的响应主要影响火焰与缸盖的干涉,热效率最大相差2.34%;随着喷孔夹角由140°增大到150°,后燃差异减小;采用相对气门非对称性的喷孔布置有利于火焰面的发展,油耗可减少1.90 g/(kW·h)。 展开更多

关键词 高功率密度柴油机 缸盖结构 燃烧室形状 喷孔夹角 喷孔偏角

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柴油机高密度-低温燃烧的数值模拟 被引量：17

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作者 苏万华 鹿盈盈 +6 位作者 于文斌 黄豪中 韩志强 赵霏阳 裴毅强 孙田 孙永亮 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期191-198,共8页

从柴油机燃烧过程控制的思想出发,解释了高密度-低温燃烧概念的内涵.数值模拟结果表明,高充量密度在提高热容方面与EGR具有相同的作用.因此,低温燃烧使用较低的EGR率时就能实现很低的NOx和碳烟排放;另外,高充量密度促进了燃空混合率,特... 从柴油机燃烧过程控制的思想出发,解释了高密度-低温燃烧概念的内涵.数值模拟结果表明,高充量密度在提高热容方面与EGR具有相同的作用.因此,低温燃烧使用较低的EGR率时就能实现很低的NOx和碳烟排放;另外,高充量密度促进了燃空混合率,特别是促进了燃烧后期的混合速率,极大地缩短了燃烧持续期,提高了指示热效率,高密度-低温燃烧的这一特征对柴油机高负荷和全负荷下实现高效、低排放运行具有突出的优势.研究结果还显示,充量密度对燃烧过程参数的影响是多重的,不同于传统柴油机燃烧. 展开更多

关键词 柴油机 低温燃烧 高充量密度 废气再循环 可变气门定时

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柴油机高密度-快速燃烧过程数值模拟 被引量：5

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作者 尤国栋 苏铁熊 +3 位作者 孙利魏 许俊峰 徐春龙 王增全 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1436-1441,共6页

针对柴油机升功率提高后燃烧过程的变化,应用CFD软件Fire研究燃烧子模型在柴油机高密度-快速燃烧过程模拟中的应用,利用某高升功率单缸柴油机的试验结果对WAVE喷雾破碎模型和涡团破碎(EBU)湍流控制燃烧模型的关键参数进行标定。对柴油机... 针对柴油机升功率提高后燃烧过程的变化,应用CFD软件Fire研究燃烧子模型在柴油机高密度-快速燃烧过程模拟中的应用,利用某高升功率单缸柴油机的试验结果对WAVE喷雾破碎模型和涡团破碎(EBU)湍流控制燃烧模型的关键参数进行标定。对柴油机3 600 r/min时全负荷条件下燃烧过程进行数值模拟,仿真结果表明,缸内平均压力、指示功率和放热率与试验结果吻合良好,缸内燃油蒸发充分、温度分布均匀,验证了CFD模型模拟柴油机高密度-快速燃烧过程的有效性。 展开更多

关键词 动力机械工程 柴油机 高密度-快速燃烧 CFD模型 试验验证

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气缸密封性能的非线性接触分析 被引量：16

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作者 兰银在 王根全 周海涛 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期60-63,共4页

针对某高功率密度柴油机的气缸盖-气缸垫-气缸套-机体密封系统,建立装配体的有限元三维模型。采用非线性接触分析法,研究发动机功率密度提升后,在预紧工况下气缸垫参数设置对气缸密封仿真计算的影响,对气缸垫密封面的接触应力进行有限... 针对某高功率密度柴油机的气缸盖-气缸垫-气缸套-机体密封系统,建立装配体的有限元三维模型。采用非线性接触分析法,研究发动机功率密度提升后,在预紧工况下气缸垫参数设置对气缸密封仿真计算的影响,对气缸垫密封面的接触应力进行有限元分析,对结构的密封性能通过静态面压试验进行评价。结果表明:采用非线性接触边界条件进行有限元分析,更能体现气缸盖、气缸垫与机体接触面的真实应力,因此非线性接触分析法是研究气缸密封的一种有效途径。 展开更多

关键词 高功率密度 柴油机 气缸密封 接触 非线性分析

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高功率密度柴油机进气道流量系数与涡流比关系研究 被引量：3

5

作者 王子玉 李玉峰 +3 位作者 姜莉 李耀宗 尹艳君 王雷 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期89-93,99,共6页

通过对14组功率密度为40～60kW／L的柴油机进气道进行稳流气道试验，并采用数据统计和线性回归的方法，得到了适用于高功率密度柴油机进气道的涡流比与流量系数的关系。结果表明：对于一个给定的涡流比，高功率密度柴油机进气道的流量... 通过对14组功率密度为40～60kW／L的柴油机进气道进行稳流气道试验，并采用数据统计和线性回归的方法，得到了适用于高功率密度柴油机进气道的涡流比与流量系数的关系。结果表明：对于一个给定的涡流比，高功率密度柴油机进气道的流量系数比常规柴油机的明显偏低，而且偏差会随着涡流强度的变化而改变。在中低涡流情况下（涡流比〈1．5），降低的幅度大于3％；而当涡流比增加到2．0以上时，差距减小到1．8％以内。并通过对最大气门升程下的气道性能参数进行修正，获得了计算气道性能评价参数的经验公式。 展开更多

关键词 内燃机 高功率密度柴油机 进气道 涡流比 流量系数

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高功率密度柴油机主轴承热弹流混合润滑分析 被引量：17

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作者 周玮 廖日东 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期370-378,共9页

基于包含润滑油填充率的Reynolds方程和Greenwood-Tripp微凸峰接触理论,采用质量守恒边界条件,通过使用有限差分法和有限元法联立求解热弹性流体润滑的各控制方程,以某高功率密度柴油机的主轴承为例进行热弹性流体混合润滑研究.通过分... 基于包含润滑油填充率的Reynolds方程和Greenwood-Tripp微凸峰接触理论,采用质量守恒边界条件,通过使用有限差分法和有限元法联立求解热弹性流体润滑的各控制方程,以某高功率密度柴油机的主轴承为例进行热弹性流体混合润滑研究.通过分析功率密度升高对轴承性能的影响机理,确定需改进的结构参数,考察了油孔位置、椭圆形油孔、轴瓦表面粗糙度和润滑油油品对轴承润滑性能的影响,最终通过合理匹配结构参数使得轴承最小油膜厚度增加了45.04%,,峰值粗糙接触压力减小了76.85%,,平均粗糙摩擦损失功率减小了76.62%,.得到结论:最大剪切率是评价轴承润滑性能的重要指标,表面粗糙度对油膜振荡有遏制作用,油孔对轴承润滑性能具有很大的影响,以及合理匹配结构参数对轴承设计具有重要意义. 展开更多

关键词 柴油机 高功率密度 主轴承 热弹性流体润滑

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高功率密度柴油机主轴承混合润滑特性 被引量：17

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作者 张俊岩 王晓力 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期90-95,共6页

基于平均流量模型及微凸峰接触理论,对高功率密度柴油机主轴承的混合润滑进行了研究.针对柴油机高功率密度工况的特点,利用BOOST软件获得4缸柴油机的气缸压力,并联立求解了主轴承的平均雷诺方程、微凸体接触力方程与轴心运动方程.考察... 基于平均流量模型及微凸峰接触理论,对高功率密度柴油机主轴承的混合润滑进行了研究.针对柴油机高功率密度工况的特点,利用BOOST软件获得4缸柴油机的气缸压力,并联立求解了主轴承的平均雷诺方程、微凸体接触力方程与轴心运动方程.考察了不同机油品、不同进油温度、不同间隙及不同转速对润滑性能的影响.结果表明:随着进油温度的升高,最小膜厚比减小;间隙过大或过小都不利于润滑,应结合粗糙度的大小确定最佳间隙;低转速时,下半瓦发生磨损,而高转速时,上下半瓦均有磨损. 展开更多

关键词 高功率密度柴油机 主轴承 混合润滑

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高强化柴油机燃烧过程的优化研究 被引量：8

8

作者 徐元利 姚春德 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期32-36,共5页

以某大功率柴油机为研究对象,采用仿真和试验相结合的方法,在保持动力性和经济性不变的条件下,通过燃烧过程优化研究,采用小口径直口ω形1#燃烧室和8×Ф0.42 mm的喷油嘴,将发动机最高燃烧压力从15.5 MPa降低到14.5 MPa以下,提高了... 以某大功率柴油机为研究对象,采用仿真和试验相结合的方法,在保持动力性和经济性不变的条件下,通过燃烧过程优化研究,采用小口径直口ω形1#燃烧室和8×Ф0.42 mm的喷油嘴,将发动机最高燃烧压力从15.5 MPa降低到14.5 MPa以下,提高了发动机的可靠性;将发动机的过量空气系数从2.1降低到1.9以下,缩小了空气滤的体积,降低了整车的重量,提高了车辆的机动性和灵活性。 展开更多

关键词 内燃机 高强化柴油机 燃烧过程优化 最高燃烧压力 过量空气系数

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现代军车动力的经典——890系列柴油机 被引量：8

9

作者 任惠民 任继文 +2 位作者 吴建全 张然治 倪磊 《车用发动机》 北大核心 2006年第5期1-6,共6页

简要论述了现代作战部队的可部署性对陆军车辆乃至其动力装置提出的新的要求;介绍了MTU 890系列发动机的研发背景及其先进的性能指标;讨论了890系列柴油机采用的先进技术及其高度集成的设计思想;简要介绍了MTU公司与890系列柴油机匹配... 简要论述了现代作战部队的可部署性对陆军车辆乃至其动力装置提出的新的要求;介绍了MTU 890系列发动机的研发背景及其先进的性能指标;讨论了890系列柴油机采用的先进技术及其高度集成的设计思想;简要介绍了MTU公司与890系列柴油机匹配的传动系统的设计思想;对发展我国的高功率密度柴油机提出了一些想法和建议。 展开更多

关键词 890系列柴油机 高功率密度 先进性 关键技术 发展建议

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高速柴油机二级可调增压系统的设计计算方法 被引量：12

10

作者 魏名山 尹子明 马朝臣 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期11-14,共4页

为某高速高功率密度柴油机进行了可调二级增压系统的设计计算,主要进行了增压系统参数估算,增压系统简化模型计算和增压系统全模型计算。计算结果显示:可调二级增压系统可以提供很高的压比;在调节阀作用下,柴油机外特性最大扭矩点到标... 为某高速高功率密度柴油机进行了可调二级增压系统的设计计算,主要进行了增压系统参数估算,增压系统简化模型计算和增压系统全模型计算。计算结果显示:可调二级增压系统可以提供很高的压比;在调节阀作用下,柴油机外特性最大扭矩点到标定点的总压比可以维持不变。对所计算柴油机,最大扭矩点处低压级和高压级压比分配为5∶5比较合适。 展开更多

关键词 内燃机 高功率密度柴油机 二级可调增压 压比分配

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高功率密度柴油机光谱和铁谱故障诊断 被引量：1

11

作者 冀树德 杨天军 +5 位作者 孙学东 刘志刚 邬旭宏 王文 贾桢 祁平 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期108-110,121,共4页

采用光谱分析方法和铁谱分析方法对某6缸高功率密度柴油台架设计验证过程中的故障进行分析。通过对油样的光谱分析,确定磨损金属元素Al、Fe、Cr、Mn及Cu、Pb、Ni存在相关性。对光谱分析发现的Al元素质量分数突然增大的某油样进行铁谱分... 采用光谱分析方法和铁谱分析方法对某6缸高功率密度柴油台架设计验证过程中的故障进行分析。通过对油样的光谱分析,确定磨损金属元素Al、Fe、Cr、Mn及Cu、Pb、Ni存在相关性。对光谱分析发现的Al元素质量分数突然增大的某油样进行铁谱分析,发现油样中存在大块铝颗粒;结合发动机摩擦副材料选用情况,确定活塞存在故障,整机拆解进一步验证了这一结果。采用光谱和铁谱相结合的分析方法,提高了基于油液分析方法诊断故障的准确性和可行性,有助于柴油机故障位置的准确确定。 展开更多

关键词 高功率密度柴油机 光谱分析 铁谱分析 故障诊断

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高功率密度柴油机研究综述 被引量：9

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作者 张永锋 张郑 +1 位作者 赵晓斌 向涛波 《农业装备与车辆工程》 2011年第7期36-39,共4页

介绍了高功率密度柴油机的主要特点和关键技术。通过与国内柴油机比较,分析了我国柴油机与国外的技术差距。综述了国内在高功率密度柴油机总体性能、紧凑性、结构强度和冷却系统等方面的研究现状,提出了下一步发展高功率密度柴油机的合... 介绍了高功率密度柴油机的主要特点和关键技术。通过与国内柴油机比较,分析了我国柴油机与国外的技术差距。综述了国内在高功率密度柴油机总体性能、紧凑性、结构强度和冷却系统等方面的研究现状,提出了下一步发展高功率密度柴油机的合理化建议。 展开更多

关键词 高功率密度 柴油机 研究

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大功率柴油机燃烧室优化及其与喷油嘴的匹配试验 被引量：1

13

作者 徐元利 岳东朋 《机械设计》 CSCD 北大核心 2011年第11期57-60,共4页

运用仿真与试验相结合的方法,利用KIVA-3软件对燃烧室进行了优化研究,确定燃烧室的优选方案。并在一台模拟增压单缸机上对燃烧室的优选方案与不同方案喷油嘴进行优化匹配试验,确定喷油嘴最佳方案。结果表明:采用燃烧室B和8×Ф0.42... 运用仿真与试验相结合的方法,利用KIVA-3软件对燃烧室进行了优化研究,确定燃烧室的优选方案。并在一台模拟增压单缸机上对燃烧室的优选方案与不同方案喷油嘴进行优化匹配试验,确定喷油嘴最佳方案。结果表明:采用燃烧室B和8×Ф0.42 mm喷油嘴,可以达到研究目的。 展开更多

关键词 大功率柴油机 燃烧室 模拟 喷油嘴 试验研究

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高强化柴油机燃烧放热特性影响规律仿真研究

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作者 李向荣 赵陆明 +1 位作者 李志杰 刘福水 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2487-2493,共7页

探索了高强化柴油机燃烧系统匹配的解决途径。首先以德国MTU890高强化柴油机为参考,确定了虚拟高强化柴油机结构参数以及进气、喷油等参数。随后针对双卷流燃烧室,选取内室锥母线夹角、外室直径、外室出口角、内室容积与总燃烧室容积比... 探索了高强化柴油机燃烧系统匹配的解决途径。首先以德国MTU890高强化柴油机为参考,确定了虚拟高强化柴油机结构参数以及进气、喷油等参数。随后针对双卷流燃烧室,选取内室锥母线夹角、外室直径、外室出口角、内室容积与总燃烧室容积比作为变量,进行了多方案设计。最后对110mm缸径高强化柴油机缸内工作过程进行三维仿真研究,总结归纳了双卷流燃烧室各参数变化对高强化柴油机燃烧性能的影响规律,从而为高强化柴油机双卷流燃烧室优化设计以及系统参数匹配提供了依据。 展开更多

关键词 高强化柴油机 双卷流燃烧室 燃烧放热 仿真

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高功率密度柴油机关键技术及其应用 被引量：5

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作者 孙丹红 张然治 田永海 《铁道机车车辆》 北大核心 2011年第B10期67-71,共5页

为满足未来战争高机动性和快速部署的要求,大幅度提高柴油机的功率密度对坦克装甲车辆具有极为重要的意义。文章在侧重军用领域技术的基础上,对高功率密度柴油机的各项关键技术进行了简要介绍,并对其进展与应用情况作了简要陈述。

关键词 柴油机 高功率密度 小型化

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基于流固耦合模型的高功率密度内燃机缸内传热模型 被引量：3

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作者 张宇 刘震涛 +3 位作者 左强 肖宝兰 孙树礼 傅佳宏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2330-2336,共7页

针对传统半经验公式不适用于高功率密度内燃机传热边界加载的问题,以WOSCHNI公式为基础,结合整机流固耦合数值计算方法,提出适用于高热流密度内燃机缸内传热的半经验公式。以某单缸试验机型为例,建立缸盖-缸体三维稳态耦合仿真系统,采用... 针对传统半经验公式不适用于高功率密度内燃机传热边界加载的问题,以WOSCHNI公式为基础,结合整机流固耦合数值计算方法,提出适用于高热流密度内燃机缸内传热的半经验公式。以某单缸试验机型为例,建立缸盖-缸体三维稳态耦合仿真系统,采用Fluent软件进行数值求解,并将该结果与整机测温试验结果进行对比。研究结果表明:在高功率密度样机的外特性曲线上,4个工况下仿真与试验结果的相对误差均在5%以内。因此,本文提出的半经验公式与建立的流固耦合模型能够较好地模拟内燃机稳态传热。 展开更多

关键词 内燃机 高功率密度 流固耦合 稳态传热 缸内传热模型

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燃烧室参数对某柴油机高功率密度-快速燃烧性能的研究 被引量：1

17

作者 李树宇 续彦芳 +1 位作者 刘若凡 毛虎平 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第30期216-220,226,共6页

为了研究燃烧室参数对某高功率密度单缸机快速燃烧的影响,保证压缩比不变的前提下,建立了三种不同径深比的燃烧室方案,采用AVL FIRE软件对该单缸机燃烧过程进行了模拟计算;分析了径深比对气流分布、喷雾特性以及燃烧性能的影响,仿真结... 为了研究燃烧室参数对某高功率密度单缸机快速燃烧的影响,保证压缩比不变的前提下,建立了三种不同径深比的燃烧室方案,采用AVL FIRE软件对该单缸机燃烧过程进行了模拟计算;分析了径深比对气流分布、喷雾特性以及燃烧性能的影响,仿真结果表明:径深比由3.49变化到5.73的过程中,湍流混合速率先增大后减少,湍动能下降,挤流区域处的速度值降低,喷雾贯穿距增加,油束向凹坑壁面发展,剩余液态燃油量增加;径深比为4.40的Ⅱ型燃烧室动力性能较好,更有利于扩散燃烧。 展开更多

关键词 径深比 燃烧室参数 高功率密度柴油机 快速燃烧

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高功率密度柴油机用超高压喷射技术研究 被引量：2

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作者 王蕊 董东升 +2 位作者 魏明亮 杨继雅 隆武强 《拖拉机与农用运输车》 2023年第2期34-37,共4页

动力领域的高速发展对柴油机功率密度、转速和体积等多项指标均提出了更高的要求。高功率密度柴油机的关键技术开发是提升我国大型农用机械、重型工程机械等性能的有力保障。高功率密度柴油机具有喷油量大的特点,研究适用于高功率密度... 动力领域的高速发展对柴油机功率密度、转速和体积等多项指标均提出了更高的要求。高功率密度柴油机的关键技术开发是提升我国大型农用机械、重型工程机械等性能的有力保障。高功率密度柴油机具有喷油量大的特点,研究适用于高功率密度柴油机的超高压燃油喷射技术具有重要意义。采用数值模拟的方法研究了喷射压力提升对燃油喷雾雾化、燃烧的影响。燃油喷射压力从100 MPa提高到250 MPa,液相喷雾贯穿距变短、气相喷雾占比明显提高,SMD变小;液相喷雾消失时刻提前,平均湍动能增大;随着喷油压力提高,放热率峰值增大,放热时间缩短。采用250 MPa超高压燃油喷射可以提高喷雾雾化质量、加快燃烧速度,有利于柴油机功率密度的提升。 展开更多

关键词 高功率密度柴油机 超高压喷射 雾化质量 燃烧

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高功率密度柴油机大喷油量喷雾撞壁燃烧特性研究

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作者 董东升 魏明亮 +3 位作者 隆武强 王蕊 田华 杨继雅 《拖拉机与农用运输车》 2023年第5期20-23,共4页

动力技术的快速发展对动力系统的功率密度的要求越来越高,其中高功率密度柴油机应用场景广泛,对于提升我国农用机械、重型工程机械等动力系统技术水平至关重要。高功率密度柴油机需要大喷油量在有限燃烧室空间内的快速燃烧,这就需要提... 动力技术的快速发展对动力系统的功率密度的要求越来越高,其中高功率密度柴油机应用场景广泛,对于提升我国农用机械、重型工程机械等动力系统技术水平至关重要。高功率密度柴油机需要大喷油量在有限燃烧室空间内的快速燃烧,这就需要提高燃油喷射压力,大量燃油喷雾撞壁燃烧现在不可避免。采用数值模拟的方法研究了大喷油量喷雾撞壁燃烧现象:喷雾撞壁燃烧和自由喷雾燃烧特性相比,适当的喷雾撞壁距离有利于改善燃烧,撞壁距离过短,出现燃油喷雾过早撞壁现象,不利于燃油喷雾在燃烧空间的扩散,油气混合质量变差,导致燃烧恶化。喷雾撞壁也会强化喷雾和空气混合过程,45 mm的喷雾撞壁距离有利于提高燃烧速度;壁面温度升高着火时刻提前,soot生成增多,后燃严重,燃烧持续期变长,不利于燃烧效率的提升。 展开更多

关键词 高功率密度柴油机 大喷油量 撞壁距离 壁面温度

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