喷油策略和缸内温度调控对大缸径氨柴发动机燃烧和排放的影响

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作者 官维 吴杰 +4 位作者 吴锋 王雷 娄华 何海斌 文涛 《内燃机工程》 北大核心 2025年第4期55-63,共9页

为了提高氨柴双燃料发动机的燃烧效率和指示热效率,降低污染物排放,基于一台大缸径船用发动机,使用三维仿真软件CONVERGE,对不同氨能量替代比和发动机的不同柴油喷射正时及缸内初始温度下的燃烧和排放进行了对比分析。研究发现:随着氨... 为了提高氨柴双燃料发动机的燃烧效率和指示热效率,降低污染物排放,基于一台大缸径船用发动机,使用三维仿真软件CONVERGE,对不同氨能量替代比和发动机的不同柴油喷射正时及缸内初始温度下的燃烧和排放进行了对比分析。研究发现:随着氨能量替代比的逐渐增加,预混燃烧比例加大,发动机的指示热效率获得改善,碳排放显著降低。但过高的氨能量替代比使得燃烧完成度降低,燃烧效率下降,导致指示热效率降低。适当提前柴油喷油正时可以提升燃烧效率,同时降低NH_(3)和CO排放。提高缸内初始温度改善了燃烧环境,提升了氨燃料的燃烧速率,发动机指示热效率提高的同时,N_(2)O和未燃氨的排放量能够显著降低。在氨能量替代比为40%、柴油喷射正时为-21°、缸内初始温度为338 K时,发动机的指示热效率达到最高51.37%,同时N_(2)O和未燃氨的排放水平非常低。 展开更多

关键词 氨柴双燃料 氨能量替代比 喷油正时 缸内初始温度 燃烧 排放

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CH_(2)O链长对PODE/柴油混合燃料喷雾燃烧特性的影响

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作者 常晓龙 赵玉伟 +3 位作者 王小琛 陈占明 孙亚松 肖红亮 《农业工程学报》 北大核心 2025年第7期222-229,F0003,共9页

为明晰不同CH_(2)O链长的聚甲氧基二甲醚(polyoxymethylene dimethyl ether,PODE,其分子式为CH_(3)O(CH_(2)O)_(n )CH_(3),其中链长n≥2,一般取值小于8,本文中n=2,3,4,分别记为PODE_(2)、PODE_(3)、PODE_(4))对柴油喷雾燃烧特性的影响,... 为明晰不同CH_(2)O链长的聚甲氧基二甲醚(polyoxymethylene dimethyl ether,PODE,其分子式为CH_(3)O(CH_(2)O)_(n )CH_(3),其中链长n≥2,一般取值小于8,本文中n=2,3,4,分别记为PODE_(2)、PODE_(3)、PODE_(4))对柴油喷雾燃烧特性的影响,该研究在可视化定容燃烧弹测试平台上,利用纹影法和直拍法对比分析了不同喷射压力下柴油/PODE_(2)、柴油/PODE_(3)、柴油/PODE_(4)三种混合燃料的喷雾燃烧特性。结果表明,环境温度为500 K的氮气氛围下,加入PODE后喷雾贯穿距增加,但喷雾锥角和喷雾面积减小。随着PODE中CH_(2)O链长的增加,柴油/PODE混合燃料的喷雾贯穿距和喷雾面积均呈增大趋势,但平均喷雾锥角减小;随着喷射压力的增加,混合燃料的喷雾贯穿距、喷雾锥角和喷雾面积均呈增大趋势。环境温度为823 K的空气氛围下,与柴油喷雾火焰相比,加入PODE后火焰发光强度下降,滞燃期和火焰浮起长度明显缩短;且随着喷射压力的增加,火焰发光强度和滞燃期降幅更加明显。随着PODE中CH_(2)O链长的增加,柴油/PODE的火焰发光强度逐渐下降,滞燃期和火焰浮起长度逐渐缩短。这说明,PODE中CH_(2)O链长越长,越利于减少碳烟排放,实现清洁燃烧。结果表明,加入PODE后能明显改善柴油喷雾的着火并降低碳烟排放;且随着PODE中CH_(2)O链长的增加,其改善效果更为显著。结果可为PODE燃油调配及其与发动机的协同优化提供参考。 展开更多

关键词 柴油 燃烧 聚甲氧基二甲醚(PODE) CH_(2)O链长 喷射压力 柴油/PODE混合燃料

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基于回归分析法的电机控制器散热翅片优化 被引量：6

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作者 何海斌 胡文涛 +4 位作者 阮晓东 吴杰 吴锋 王雷 尹济崇 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第2期828-834,共7页

为提升增程器电机控制器的散热性能,保证其工作的稳定性,采用数值仿真手段,对其散热翅片结构进行了数值优化研究。首先,基于电机控制器的结构与工作参数,利用SOLIDWORKS FLOW SIMULATION模块,搭建准确可靠的散热系统仿真模型。其次,基... 为提升增程器电机控制器的散热性能,保证其工作的稳定性,采用数值仿真手段,对其散热翅片结构进行了数值优化研究。首先,基于电机控制器的结构与工作参数,利用SOLIDWORKS FLOW SIMULATION模块,搭建准确可靠的散热系统仿真模型。其次,基于上述模型,详细研究散热系统中翅片长度、厚度、宽度对绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)结点温度以及进出口压降的影响规律。最后,利用回归分析法对翅片长度、厚度及宽度进行优化设计。研究结果表明,采用回归分析法可有效优化散热系统翅片尺寸,提升系统散热性能,优化后,翅片长度L=7.23 mm,厚度T=1.00 mm,宽度W=7.09 mm,在保持进出口压降相同的情况下,IGBT结点温度由72.29℃降低为71.76℃。 展开更多

关键词 散热翅片 散热特性 回归分析法 结构优化

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二甲醚和甲醇双直喷喷雾燃烧特性的光学研究 被引量：1

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作者 南天天 肖红亮 +5 位作者 张海涛 黄吕萌 陈占明 陈昊 何海斌 吴杰 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期153-161,共9页

为明晰高压喷射条件下二甲醚和甲醇双直喷的喷雾形态和火焰发展特性,通过高温高压定容燃烧弹,利用高速相机基于纹影法,对比研究了甲醇和二甲醚双直喷的喷雾燃烧特性。实验中,喷射压力设置为60、80、100 MPa,环境背压设置为0.2、4 MPa,... 为明晰高压喷射条件下二甲醚和甲醇双直喷的喷雾形态和火焰发展特性,通过高温高压定容燃烧弹,利用高速相机基于纹影法,对比研究了甲醇和二甲醚双直喷的喷雾燃烧特性。实验中,喷射压力设置为60、80、100 MPa,环境背压设置为0.2、4 MPa,环境温度分别为500、800 K。背压为0.2 MPa时,二甲醚的气相和液相贯穿距以及喷雾投影面积小于甲醇;背压为4 MPa时情况相反。但是,二甲醚液相喷雾贯穿距和喷雾面积所占的比例在同工况下均小于甲醇,即两种背压条件下二甲醚的雾化效果均比甲醇的好。随着喷射压力的增加,双直喷喷雾的火焰浮起长度增加,喷射压力为100 MPa时的火焰浮起长度较60 MPa时增加约26.42%,着火延迟期变长,KL因子的总和减少了44.05%;随着二甲醚喷射延时的增加,两种喷雾碰撞后形成的双直喷喷雾发展变快,喷雾面积先变小后变大,燃烧火焰的着火延迟期变长。相比于同步喷射,二甲醚延迟1 ms喷射时火焰浮起长度增加8.34%,KL因子的总和下降26.12%。研究表明,增加喷射压力和二甲醚喷射延时对于优化二甲醚、甲醇双燃料发动机的喷雾与燃烧特性具有重要的促进作用。 展开更多

关键词 二甲醚 甲醇 闪急沸腾 喷雾特性 燃烧特性

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船舶柴油机曲轴系统振动特性分析 被引量：1

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作者 安亮 钱汉阳 +3 位作者 王雷 宋婷婷 张众超 黄志龙 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第22期150-154,共5页

为了研究船用柴油机轴系的振动特性问题,提出一种实体模型的有限元仿真方法。利用Ansys进行曲轴自由模态分析,并通过实验模态分析对有限元分析的准确性进行对比验证。在实验验证的基础上,对船舶柴油机曲轴进行约束模态分析和谐响应分析... 为了研究船用柴油机轴系的振动特性问题,提出一种实体模型的有限元仿真方法。利用Ansys进行曲轴自由模态分析,并通过实验模态分析对有限元分析的准确性进行对比验证。在实验验证的基础上,对船舶柴油机曲轴进行约束模态分析和谐响应分析。结果表明,仿真和实验的对比误差大部分小于5%,误差范围符合要求,验证了仿真分析曲轴固有频率结果的准确性。基于谐响应分析,得到曲轴自由端处的幅频响应曲线,给出了共振的频率及区域。该分析方法能为船舶柴油机曲轴非共振点工作区间减振优化设计提供理论依据。 展开更多

关键词 船舶曲轴系统 模态分析 振动特性 谐响应分析

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内燃机余热驱动的储热式有机朗肯循环试验研究 被引量：1

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作者 李智 俞小莉 +3 位作者 王雷 高琪 陆奕骥 黄瑞 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1-9,共9页

为了提高尾气余热利用率并削弱热源波动对有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)的影响,提出了一种集成相变储热换热器的ORC系统,利用相变材料削弱尾气余热波动并储存热量。搭建了内燃机尾气余热直接驱动的储热式ORC试验台架,开展了... 为了提高尾气余热利用率并削弱热源波动对有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)的影响,提出了一种集成相变储热换热器的ORC系统,利用相变材料削弱尾气余热波动并储存热量。搭建了内燃机尾气余热直接驱动的储热式ORC试验台架,开展了内燃机稳态工况和阶跃变工况下储热式ORC的热力学性能和动态性能试验研究。结果表明,内燃机稳态工况下尾气平均温度和平均流量为342℃和0.142 kg/s,蒸发压力0.75 MPa的条件下储热式ORC系统平均输出功率约为3.43 kW,平均热效率可达到12.7%,平均尾气余热回收率可达40.1%。内燃机阶跃工况下,工质出口温度、蒸发压力和过热度均呈现快速下降的趋势。试验结果还表明储热式ORC具备完全抵御发动机工况小幅波动的能力。在发动机工况阶跃变化比例过大时,储热换热器可以实现对尾气的补热,从而延长储热式ORC的安全工作时间。 展开更多

关键词 余热回收 有机朗肯循环 内燃机 波动热源 相变储热

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预燃室火花塞式天然气发动机燃烧性能试验 被引量：2

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作者 何海斌 阮晓东 +3 位作者 吴杰 吴锋 王雷 尹济崇 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第30期12939-12945,共7页

为研究装配预燃室火花塞对天然气发动机燃烧性能的影响,基于发动机试验台架,对其燃烧性能进行了试验研究。首先,基于试验对象,搭建发动机试验台架。随后,基于上述试验平台,分别研究预燃室火花塞的燃烧特性、空燃比特性及点火提前角特性... 为研究装配预燃室火花塞对天然气发动机燃烧性能的影响,基于发动机试验台架,对其燃烧性能进行了试验研究。首先,基于试验对象,搭建发动机试验台架。随后,基于上述试验平台,分别研究预燃室火花塞的燃烧特性、空燃比特性及点火提前角特性。通过试验发现,相较于普通火花塞,预燃室火花塞可以有效提高缸内燃烧压力与燃烧速率,增强发动机动力性能,但同时会增大缸内压力升高率,导致NOx排放增加,发动机工作粗暴;预燃室火花塞稀燃特性有所下降,当提高空燃比时,更容易出现失火现象;预燃室火花塞可显著提升发动机经济性能,且最佳点火提前角有所减小。 展开更多

关键词 预燃室火花塞 动力性 经济性 稀燃特性 排放特性

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3MZ147D外沟磨床砂轮修整器改进 被引量：1

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作者 余洪雨 邢祖帅 《轴承》 北大核心 2009年第7期24-25,共2页

针对3MZ147D外沟磨床圆弧修整器在使用一段时间后,存在的倒抬不稳,回转精度差等问题,提出了增设定位块,改进倒抬轴结构等措施。

关键词 滚动轴承 沟道 磨床 砂轮 修整器 改进

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G8300柴油机的研制开发

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作者 吴杰 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期46-50,共5页

本文介绍G8300系列柴油机设计开发、试验研究中发现的问题及改进提高的措施。主要技术工作围绕增压器、中冷器的选型和性能匹配,包括对凸轮轴、曲轴、冷却、燃油等系统的改进,并且兼顾G6300原机型主要部件的通用性,设计指标满足新机型... 本文介绍G8300系列柴油机设计开发、试验研究中发现的问题及改进提高的措施。主要技术工作围绕增压器、中冷器的选型和性能匹配,包括对凸轮轴、曲轴、冷却、燃油等系统的改进,并且兼顾G6300原机型主要部件的通用性,设计指标满足新机型的要求。 展开更多

关键词 内燃机 G8300柴油机 设计研制 强度计算 性能匹配

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N8210双增压系列柴油机的设计开发

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作者 戚俊昺 肖永红 +2 位作者 王雷 刘力军 沈建华 《浙江海洋大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第1期71-75,共5页

介绍了N8210双增压系列柴油机的设计开发过程,主要包括总体方案设计、系统设计以及零部件设计等三大方面。其中系统设计分为排气系统、进气系统、滑油系统以及冷却系统等的设计,零部件设计主要包括曲轴和增压器匹配及优化改进。在设计... 介绍了N8210双增压系列柴油机的设计开发过程,主要包括总体方案设计、系统设计以及零部件设计等三大方面。其中系统设计分为排气系统、进气系统、滑油系统以及冷却系统等的设计,零部件设计主要包括曲轴和增压器匹配及优化改进。在设计开发过程中重点解决柴油机的结构布置、发火次序、排气干扰等主要问题,并充分考虑柴油机的燃油经济性、零部件通用性、制造成本等因素。台架试验表明:设计的N8210双增压柴油机各项性能指标均达到设计要求,且低速工况扭矩有所提升。 展开更多

关键词 柴油机 双增压 低速大扭矩 试验

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解决气缸套穴蚀问题的实例分析

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作者 方勇 严宏伟 侯晓勤 《铁道机车车辆》 北大核心 2011年第B10期438-440,共3页

穴蚀是柴油机工作中的疑难杂症,主要发生在气缸套与机体的水腔面,主导因素为气缸套的高频振动产生空泡,在压差下空泡爆炸产生破坏力击损气缸套表面,降低气缸套使用寿命。穴蚀问题发生和解决的周期很长,又发生在柴油机内部,很难直观发现... 穴蚀是柴油机工作中的疑难杂症,主要发生在气缸套与机体的水腔面,主导因素为气缸套的高频振动产生空泡,在压差下空泡爆炸产生破坏力击损气缸套表面,降低气缸套使用寿命。穴蚀问题发生和解决的周期很长,又发生在柴油机内部,很难直观发现穴蚀,宁波中策动力机电集团多年来根据用户气缸套实际穴蚀情况一直做着不同的改进并跟踪,从穴蚀原理和外部因素等不同方案着手逐步解决穴蚀这一问题,并取得良好效果。 展开更多

关键词 穴蚀 气缸套 公差 流速

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柴油机NO_x的排放控制

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作者 王林光 刘开敏 +1 位作者 侯晓勤 周佩琴 《铁道机车车辆》 北大核心 2011年第B10期99-101,109,共4页

随着航运业的不断发展和柴油机技术的不断进步,船用柴油机废气排放已日益引起人们的重视,许多国家和国际组织都在积极采取各种有效措施来控制废气排放;对于生产柴油机的企业,按照最新的MARPOL附则Ⅵ的NOx技术规则要求于2011年1月1日起实... 随着航运业的不断发展和柴油机技术的不断进步,船用柴油机废气排放已日益引起人们的重视,许多国家和国际组织都在积极采取各种有效措施来控制废气排放;对于生产柴油机的企业,按照最新的MARPOL附则Ⅵ的NOx技术规则要求于2011年1月1日起实施NOx排放TierⅡ标准,对柴油机的NOx排放控制要求很高,现主要介绍各种排放控制的方法。 展开更多

关键词 NOx TierⅡ 排放控制

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