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氨氢燃烧的NO_(x)化学动力学机理及生成特性
1
作者 张韦 陈帅 +3 位作者 李泽宏 陈朝辉 周马益 马珍珠 《内燃机工程》 北大核心 2025年第4期27-40,48,共15页
依托反应路径分析法研究NO_(x)(NO、NO_(2)、N_(2)O)的生成和消耗,并构建NO_(x)化学动力学机理。将NO_(x)机理与NH_(3)/H_(2)燃烧机理组合,利用元素标记法研究NH_(3)/H_(2)燃烧的燃料型N^(*)O_(x)和空气型NO_(x)生成特性。结果表明,组... 依托反应路径分析法研究NO_(x)(NO、NO_(2)、N_(2)O)的生成和消耗,并构建NO_(x)化学动力学机理。将NO_(x)机理与NH_(3)/H_(2)燃烧机理组合,利用元素标记法研究NH_(3)/H_(2)燃烧的燃料型N^(*)O_(x)和空气型NO_(x)生成特性。结果表明,组合机理能在较宽的当量比范围内准确预测点火延迟时间、层流燃烧速度及重要组分浓度。添加50%的H_(2)不会对NH_(3)的氧化路径产生显著影响,但H_(2)的加入可促进O、H、OH自由基大量生成,进一步促进NH_(3)的氧化,这也是导致燃料型N^(*)O、N^(*)O_(2),及空气型NO、NO_(2)、N_(2)O生成量显著增加的主要原因。由H_(2)参与燃烧生成的H自由基会促进燃料型N^(*)2O、燃料/空气混合型NN^(*)O的转化,从而降低此二者的最终生成量。此外,燃料型N^(*)O、N^(*)O_(2)、N^(*)2O在纯NH_(3)燃烧或50%掺H_(2)比的NH_(3)/H_(2)混合燃料燃烧所生成的NO、NO_(2)、N_(2)O中占主要地位。 展开更多
关键词 NH_(3)/H_(2)燃烧 NO NO_(2) N_(2)O 化学反应机理 元素标记法
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积炭层的形态及其二次迁移对柴油机颗粒捕集器孔道堵塞的影响
2
作者 张韦 房玉峰 +4 位作者 孟丽苹 陈帅 陈朝辉 赵逸群 郭宥成 《内燃机工程》 北大核心 2025年第5期87-99,共13页
为探究非对称柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)的孔道堵塞现象,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)–离散单元法(discrete element method,DEM)耦合计算与DPF可视化试验相结合的方法,研究了DPF内不... 为探究非对称柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)的孔道堵塞现象,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)–离散单元法(discrete element method,DEM)耦合计算与DPF可视化试验相结合的方法,研究了DPF内不同沉积形态积炭层的破碎及二次迁移对孔道堵塞特性的影响。结果表明:DPF孔道内碳烟颗粒的均匀或线性增加沉积形态,其积炭层的二次迁移最为活跃,积炭层极易运动至孔道末端形成大型端塞。对于碳烟颗粒的线性减少、凹型、凸型沉积形态,其积炭层的二次迁移会在孔道内形成多个小型堵塞段,其中凹型形态的堵塞段距DPF入口端的距离最近,而凸型形态的堵塞段积炭层分布率最高。均匀与线性增加形态的积炭层在孔道前、中段的分布较为轻薄,因此更易随气流运动至孔道末端形成端塞。线性减少、凹型、凸型形态的积炭层在孔道前、中段的分布较为厚重,因此更易过早脱离气流运动在孔道内形成中段堵塞。 展开更多
关键词 柴油机颗粒捕集器 非对称柴油机颗粒捕集器 孔道 积炭层 沉积形态 二次迁移 堵塞特性
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预喷耦合EGR对甲醇/柴油双燃料发动机燃烧和排放的影响
3
作者 黄粉莲 朱广豪 +2 位作者 万明定 王正江 雷基林 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第10期4018-4031,共14页
研究基于三维计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真软件,构建了甲醇/柴油双燃料发动机的CFD模型,并耦合详细的化学反应动力学机理,探究了预喷策略耦合废气再循环(Exhaust Gas Recycle,EGR)对甲醇/柴油双燃料发动机燃... 研究基于三维计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真软件,构建了甲醇/柴油双燃料发动机的CFD模型,并耦合详细的化学反应动力学机理,探究了预喷策略耦合废气再循环(Exhaust Gas Recycle,EGR)对甲醇/柴油双燃料发动机燃烧及排放特性的影响。结果显示:当预喷油量(Pilot Injection Quantity,PIQ)不变,预喷时刻(Pilot Injection Timing,PIT)从-10℃A提前至-20℃A时,缸压和温度峰值升高,燃烧始点、燃烧中心提前,指示热效率提升;NO_(x)排放量升高,PIT在-20℃A时达到峰值,CO排放量降低,PIT在-20℃A时最低。当PIT从-20℃A提前至-30℃A时,缸压和温度峰值降低,CA10、CA50推后,指示热效率降低;NO_(x)排放量降低,CO排放量升高。但随着PIT的提前,碳烟、碳氢化合物(Hydrocarbons,HC)、CH_(3) OH和HCHO排放量呈降低趋势。当PIT不变,随着PIQ的增加,缸压和放热率的峰值升高,且放热率演变为双峰,CA10、CA50提前,指示热效率提升;NO_(x)排放量升高,较大的PIQ可使碳烟、HC、CO、CH_(3) OH和HCHO排放量保持在较低水平。随着EGR的增加,在不同预喷策略下,缸压和放热率峰值降低,CA10、CA50提前,指示热效率降低,但指示热效率均高于原机;NO_(x)排放量降低,碳烟、HC、CO、CH_(3) OH和HCHO排放量升高。当EGR增至35%时,不同预喷策略下CO排放量均高于原机;当EGR高于15%时,HCHO排放量高于原机;当EGR增至25%时,除HCHO排放量外,其余排放量均低于原机。研究最终选取预喷策略(预喷正时为-20℃A+预喷比例为5%)并耦合EGR(25%)作为最优方案,该方案使NO_(x)、碳烟、HC、CO、CH_(3) OH排放量分别较原机下降15%、2%、20.5%、1.5%、4.3%,指示热效率较原机提高了2.27百分点。 展开更多
关键词 环境工程学 反应活性控制压燃 预喷策略 废气再循环 非常规排放
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基于Al_(2)O_(3)纳米流体冷却液的质子交换膜燃料电池传热及输出性能评估
4
作者 雷基林 李杰 +4 位作者 刘懿 戈志晖 杞卓玲 邓晰文 王东方 《内燃机工程》 北大核心 2025年第4期149-158,共10页
构建了一个耦合冷却通道的三维多相非等温质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)电化学模型,探讨Al_(2)O_(3)纳米流体对PEMFC传热及输出性能的影响。通过膜平均温度、膜平均水含量、膜均匀温度指数(index of un... 构建了一个耦合冷却通道的三维多相非等温质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)电化学模型,探讨Al_(2)O_(3)纳米流体对PEMFC传热及输出性能的影响。通过膜平均温度、膜平均水含量、膜均匀温度指数(index of uniform temperature,IUT)来评估传热性能,并通过净功率密度及功耗比评估在PEMFC冷却系统中使用Al_(2)O_(3)纳米流体的可行性。结果表明,Al_(2)O_(3)纳米流体表现出比乙二醇冷却液更优异的冷却性能,其在冷却液低流速范围内的冷却性能更加突出,使膜平均温度显著降低,从而提高膜平均水含量。然而,该纳米流体冷却液在提升冷却效果的同时可能会引起膜温度分布均匀性的下降。具体而言,当冷却液流速为0.1 m/s,输出电压为0.6 V时,膜平均温度由359.66 K降至353.10 K,膜平均水含量从9.91增至11.53,而IUT由1.71上升至1.96。Al_(2)O_(3)纳米流体能够在冷却液低流速范围内显著提高PEMFC的输出性能,使净功率密度上升约3.3%。此外,在相同冷却条件下,Al_(2)O_(3)纳米流体能够在改善PEMFC冷却性能的同时降低由冷却液引起的寄生功率。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 Al_(2)O_(3)纳米流体 传热 功耗比
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柴油机增程器机电耦合作用下的扭振特性分析
5
作者 雷基林 杨雄专 +4 位作者 王伟超 邱越 杨钊乾 毕玉华 莫瑞 《汽车工程》 北大核心 2025年第2期281-291,共11页
动力系统扭振问题是增程式电动汽车NVH领域研究的热点和难点。为了探讨增程器机电耦合作用下的扭振特性,以某款柴油机增程器为研究对象,对轴系进行系统当量化,建立了8自由度轴系扭振动力学模型,并采用非接触式测量方法在增程器台架上进... 动力系统扭振问题是增程式电动汽车NVH领域研究的热点和难点。为了探讨增程器机电耦合作用下的扭振特性,以某款柴油机增程器为研究对象,对轴系进行系统当量化,建立了8自由度轴系扭振动力学模型,并采用非接触式测量方法在增程器台架上进行扭振试验验证了模型的准确性。讨论了轴系结构参数、电磁参数以及激励力矩的获取方法,对增程器轴系进行了解耦计算并与原机进行对比分析得出电机转子系统的加入使轴系固有频率降低了27.6 Hz,最大振幅降低约21%,共振转速在原机的基础上整体向前推移了约200 r/min,且在前12阶内会增加一个固有频率。并根据增程器工况的特殊性重点分析了电磁参数对轴系的扭振特性影响,结果表明电磁阻尼与扭振振幅呈线性负相关,但其并不改变轴系的固有频率和共振转速;电磁刚度对扭振振幅影响不明显,主要影响零频的大小,会导致轴系出现低频滚振现象。 展开更多
关键词 增程器 扭转振动 机电耦合 动力学
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基于PAC生长机制下的蒽转化苯并芘机理研究
6
作者 张韦 马珍珠 +3 位作者 陈朝辉 李泽宏 宁硕 毕克刚 《内燃机学报》 北大核心 2025年第1期79-87,共9页
基于密度泛函理论(DFT)和过渡态理论(TST),利用苯基加成环化(PAC)机制,对内燃机缸内的苯并芘生成历程进行探索.结果表明:蒽自由边和锯齿边与苯基的入口反应均表现出无能垒、高放热和速率快的特点.分析各路径限速步速率可知,蒽自由边C1... 基于密度泛函理论(DFT)和过渡态理论(TST),利用苯基加成环化(PAC)机制,对内燃机缸内的苯并芘生成历程进行探索.结果表明:蒽自由边和锯齿边与苯基的入口反应均表现出无能垒、高放热和速率快的特点.分析各路径限速步速率可知,蒽自由边C1位点比锯齿边C2位更易生成苯并芘,最优反应路径限速步能垒仅为176.2 kJ/mol,反应速率为3.7×10^(9) s^(-1).锯齿边C2位的两条主路径限速步为五元环转化成六元环的异构化反应,能垒分别高达417.2 kJ/mol和421.7 kJ/mol,反应速率分别为8.7×10^(4) s^(-1)和5.8×10^(4) s^(-1).此外,芳香环上H迁移反应的难度高于脂肪链上H迁移.该研究提供了苯并芘的PAC生成机理,这为构建苯并芘的化学动力学模型提供理论依据,对预测内燃机缸内的苯并芘生成具有重要意义. 展开更多
关键词 多环芳烃 苯基加成环化 蒽 苯并芘 密度泛函理论 过渡态理论
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高压共轨柴油机噪声声品质分析
7
作者 毕玉华 郝德伟 +1 位作者 吴彪 申立中 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第6期280-285,291,共7页
人们对噪声的研究从分贝控制转向声品质研究,而声品质评价主要分为主观评价和客观评价。对于声品质的主观评价主要是利用客观参数归一化值来表示主观声品质,而对于客观评价主要利用客观参数:响度,粗糙度和尖锐度三个参数来表示。基于客... 人们对噪声的研究从分贝控制转向声品质研究,而声品质评价主要分为主观评价和客观评价。对于声品质的主观评价主要是利用客观参数归一化值来表示主观声品质,而对于客观评价主要利用客观参数:响度,粗糙度和尖锐度三个参数来表示。基于客观参数归一化值利用LabVIEW软件编写声品质评价模块,并在台架间和操作间进行验证,试验采集两通道信息,在不同转速下台架间和操作间的声品质进行对比,从而评价好坏。结果表明,台架间和操作间的声品质符合实践预期,且操作间的声品质优于台架间声品质。 展开更多
关键词 客观参数 归一化值 LABVIEW 声品质模块 柴油机
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甲醇/柴油双燃料发动机催化型颗粒捕集器主动再生特性研究
8
作者 黄粉莲 王永佳 +2 位作者 万明定 周正伟 雷基林 《内燃机工程》 北大核心 2025年第2期72-81,93,共11页
基于GT-Power构建了甲醇/柴油双燃料发动机匹配后处理系统的仿真模型,系统研究了不同甲醇替代率、再生目标温度和初始炭载量对双燃料发动机催化型颗粒捕集器(catalytic diesel particulate filter,CDPF)主动再生时压降特性、温度特性、... 基于GT-Power构建了甲醇/柴油双燃料发动机匹配后处理系统的仿真模型,系统研究了不同甲醇替代率、再生目标温度和初始炭载量对双燃料发动机催化型颗粒捕集器(catalytic diesel particulate filter,CDPF)主动再生时压降特性、温度特性、完全再生持续时间及累计柴油消耗量的影响规律。结果表明:再生目标温度、甲醇替代率和初始炭载量均对CDPF主动再生具有显著影响。随着再生目标温度升高,CDPF压降下降速率加快,较高的再生目标温度易导致CDPF内出现温度值“尖峰”现象,650℃再生时CDPF峰值温度较目标温度高85℃。随甲醇替代率增加,再生过程压降略微增加,载体峰值温度降低。随初始炭载量增加,CDPF主动再生反应速率加快,载体峰值温度升高,CDPF压降下降速率增大,载体内部温度的均匀性提高。提高再生目标温度可缩短完全再生持续时间,减少累计柴油消耗量。甲醇替代率对完全再生持续时间的影响较小,甲醇替代率从0%增至30%,累计柴油消耗量减少27.8%。600℃再生目标温度、30%甲醇替代率、20 g初始炭载量条件下可实现高效安全再生的同时降低再生能耗。 展开更多
关键词 催化型柴油机颗粒捕集器 甲醇替代率 再生目标温度 初始炭载量 主动再生
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活塞冷却油腔两相流起振流态可视化试验
9
作者 邓晰文 王金昆 +1 位作者 雷基林 谢光义 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第10期50-54,共5页
为研究活塞冷却油腔内两相流流动特性,对液相起振流动过程进行了可视化详细分析,并研究了不同粘度溶液对起振流态的影响。试验结果表明:两相流起振现象发生时,液体运动表现为沿着左右壁面向顶面爬高,并在顶面填充产生一定宽度的液面,随... 为研究活塞冷却油腔内两相流流动特性,对液相起振流动过程进行了可视化详细分析,并研究了不同粘度溶液对起振流态的影响。试验结果表明:两相流起振现象发生时,液体运动表现为沿着左右壁面向顶面爬高,并在顶面填充产生一定宽度的液面,随后液体呈弧射状海啸波沿顶面而回落,并在回落完成后在底部液面产生少许气泡的过程。随着溶液粘度的增加,起振现象减弱,液体沿顶面填充的液面变窄,延伸距离缩短。转速超过94rpm时,运动能量逐渐使溶液分子间吸附力作用消失。随着溶液粘度的增加,流动发生时,流层之间摩擦阻力增大,流体分子紊乱的能力越困难,雷诺数越小;随着溶液粘度的减小,雷诺数受转速的影响就越大。 展开更多
关键词 活塞 冷却油腔 两相流 振荡 溶液粘度 流态分析
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基于WOA-CNN-BiGRU的PEMFC性能衰退预测
10
作者 陈贵升 刘强 许杨松 《电源技术》 北大核心 2025年第4期831-840,共10页
针对PEMFC性能预测领域中存在的预测精度不足和泛化能力有限的问题,提出了一种结合鲸鱼优化算法(WOA)、卷积神经网络(CNN)和双向门控循环单元(BiGRU)的PEMFC输出性能预测方法。首先,采用最大信息系数从大量数据中提取对PEMFC输出性能影... 针对PEMFC性能预测领域中存在的预测精度不足和泛化能力有限的问题,提出了一种结合鲸鱼优化算法(WOA)、卷积神经网络(CNN)和双向门控循环单元(BiGRU)的PEMFC输出性能预测方法。首先,采用最大信息系数从大量数据中提取对PEMFC输出性能影响显著的特征,以降低计算复杂度。然后,结合CNN的特征提取能力和BiGRU在处理双向时间依赖性数据上的优势建立CNNBiGRU模型,并通过WOA优化其超参数进一步提升预测的准确性。最后,与传统预测模型进行对比,验证所建模型的优越性。实验结果表明:在训练集占比为60%时,模型在三种不同工况PEMFC老化数据集上的RMSE分别为0.0017、0.0014和0.0110,证明CNN-BiGRU模型具有较高的预测精度以及良好的泛化能力。 展开更多
关键词 PEMFC 性能衰退 鲸鱼优化算法 卷积神经网络 双向门控循环单元
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燃烧室类型对航空煤油发动机燃烧及活塞可靠性的影响
11
作者 陈贵升 梁玉新 +3 位作者 朱文霞 龚航 代如 孔维龙 《内燃机工程》 北大核心 2025年第5期109-120,共12页
以一款燃烧RP-3航空煤油的直列四冲程压燃式发动机为研究对象,建立了三维燃烧模型,并基于三维燃烧模型的边界条件建立了活塞与内冷油腔双向耦合模型。在喷油参数和压缩比相同的情况下,对ω型燃烧室(omega combustion chamber,OCC)、双... 以一款燃烧RP-3航空煤油的直列四冲程压燃式发动机为研究对象,建立了三维燃烧模型,并基于三维燃烧模型的边界条件建立了活塞与内冷油腔双向耦合模型。在喷油参数和压缩比相同的情况下,对ω型燃烧室(omega combustion chamber,OCC)、双旋涡碗型燃烧室(double swirl bowl combustion chamber,DSBCC)、加深型燃烧室(deepened combustion chamber,DCC)及浅型凹入式燃烧室(shallow re-entrant combustion chamber,SRCC)4种不同类型燃烧室进行了对比研究。研究分析了燃烧室类型对缸内当量比分布、指示热效率、活塞温度场及活塞热机耦合应力等的影响。研究结果表明,与原机OCC结构相比,DSBCC、DCC及SRCC结构的当量比分布更均匀,指示热效率均得到了明显提升,分别提升了0.93、1.48和2.44个百分点。DSBCC、DCC和SRCC结构的活塞最大温度分别增大了4.39%、1.26%及47.89%。DSBCC结构活塞的最大热机耦合应力降低了1.24 MPa,DCC和SRCC结构活塞的最大热机耦合应力分别增大了16.57 MPa和76.11 MPa。 展开更多
关键词 燃烧室类型 活塞 活塞温度场 热机耦合应力 双向耦合
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喷油策略对高寒柴油机冷起动特性与环境适应性的影响 被引量：2
12
作者 杨朗建 雷基林 +3 位作者 王东方 王正江 刘康 孙亮 《农业工程学报》 北大核心 2025年第2期76-84,共9页
高原高寒环境下冷起动性能恶化是制约内燃动力装备环境适应性的关键问题之一。为探明高原不同环境温度下柴油机不同喷油策略的冷起动特性和环境适应性,该研究以一款缸内直喷高压共轨柴油机为研究对象,结合2000 m的海拔高度条件下搭建低... 高原高寒环境下冷起动性能恶化是制约内燃动力装备环境适应性的关键问题之一。为探明高原不同环境温度下柴油机不同喷油策略的冷起动特性和环境适应性,该研究以一款缸内直喷高压共轨柴油机为研究对象,结合2000 m的海拔高度条件下搭建低温环境试验舱和冷起动测试台架,进行高原高寒环境(最低温度−45℃)下3种喷油策略和不同喷油提前角的冷起动性能、环境适应性试验。结果表明:相较于单次喷射(single injection,SI)策略,2次喷射(double injection,DI)和3次喷射(triple injection,TI)策略能有效提高极端环境下柴油机冷起动的转速稳定性和可靠性。按照燃烧平均滞燃期的长短将喷油策略排序为:TI<DI<SI,而平均最大燃烧压力的大小排序则与之相反。无预热塞辅助的冷起动工况下,SI策略的滞燃期最长,位于上止点后4.5℃A。TI策略将SI策略的滞燃期最大提前5.6℃A增强预混合燃烧的比例进而促进柴油机冷起动时燃料更快、更均匀和更稳定地燃烧。适当地增大喷油提前角可改善冷起动的燃烧,该研究中的最佳喷油提前角为30℃A。基于SI策略的柴油机燃烧产生的HC排放峰值最大,DI策略的柴油机燃烧产生的HC排放峰值居中,TI策略的柴油机燃烧产生的HC排放峰值最小。TI策略可将SI策略的柴油机燃烧产生的HC排放峰值在20和−5℃时分别降低58.6%和64.8%。SI策略在−25℃及以下的温度范围和DI策略在−45℃时,发动机冷起动无法成功。而TI策略在−45~20℃的宽温域环境中均能使发动机1次起动成功,提高冷起动成功率和平均加速度,缩短冷起动持续时间,极大地改善高原高寒条件下柴油机冷起动性能和提高环境适应性。研究结果可为提升内燃动力装备在多地域、宽温域应用的冷起动性能和环境适应性研究提供参考依据。 展开更多
关键词 高原高寒 冷起动 环境适应性 喷油策略 燃烧 排放
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考虑微观表面分层特征密封环接触特性分析 被引量：1
13
作者 刘孟扬 孙雪剑 +2 位作者 毛文元 邓晰文 雷基林 《化工学报》 北大核心 2025年第3期1156-1169,共14页
软硬配对的密封环广泛应用于旋转式动密封领域,然而动静环间的接触摩擦是引起密封失效的主要原因。分析密封环的接触特性对研究密封摩擦损伤现象乃至预测密封稳定运行具有重要意义。传统研究大多基于密封环微观表面微凸体满足高斯分布... 软硬配对的密封环广泛应用于旋转式动密封领域,然而动静环间的接触摩擦是引起密封失效的主要原因。分析密封环的接触特性对研究密封摩擦损伤现象乃至预测密封稳定运行具有重要意义。传统研究大多基于密封环微观表面微凸体满足高斯分布的单层特征假设,忽略其存在的分层特征。本研究以干气密封为工程背景,通过测量密封环表面形貌二维数据,利用间断分离法获取分层参数,结合双高斯表面仿真理论对密封环三维重构,使用确定性接触模型对密封环接触特性进行研究,并结合表面仿真分析相关长度、下高斯粗糙度、上高斯占比等对密封接触特性的影响。研究结果表明:经过抛光处理的成品碳石墨密封环分层特征明显。相关长度的增加会减少粗糙峰数量并增加粗糙峰平均曲率半径。上高斯占比的增加导致粗糙峰平均曲率半径略有增加。增加下高斯粗糙度会降低粗糙峰平均曲率半径,增加粗糙峰数量,显著降低接触性能。下高斯粗糙度对表面形貌、接触特性影响最大,而相关长度、上高斯占比对接触特性影响较小。 展开更多
关键词 动密封 表面形貌 分层特征 微尺度 接触
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氨气-柴油双燃料发动机燃烧与排放特性研究
14
作者 崔健 聂学选 +4 位作者 毕玉华 申立忠 雷基林 万明定 张凯 《内燃机工程》 北大核心 2025年第2期36-43,共8页
以一台排量为3.0 L的4缸高压共轨柴油机为研究对象,设计了进气道喷氨系统,并利用自主开发的双燃料发动机电子控制单元(engine control unit,ECU)来控制进气歧管中的4个氨气喷嘴的喷射。通过调节喷射脉宽来改变氨气喷嘴的开启时刻与氨的... 以一台排量为3.0 L的4缸高压共轨柴油机为研究对象,设计了进气道喷氨系统,并利用自主开发的双燃料发动机电子控制单元(engine control unit,ECU)来控制进气歧管中的4个氨气喷嘴的喷射。通过调节喷射脉宽来改变氨气喷嘴的开启时刻与氨的喷射量,在模拟平原环境下进行了不同替代率下的氨柴油双燃料发动机性能试验。研究分析不同氨替代率对缸压、燃烧放热率、燃烧温度、滞燃期、燃烧重心和燃烧持续期的影响,同时还研究了不同氨替代率对HC、CO、NO_(x)、NH_(3)、CO_(2)及PN等排放的影响。研究结果表明,氨替代率由0增加到30%时,缸压、燃烧放热率与燃烧温度分别下降了0.42 MPa、9 J/(°)与34.9 K,且滞燃期与燃烧持续期分别延长了0.9°与4.5°,燃烧重心推迟了1.5°。随着氨替代率增加,HC与CO排放小幅度增加,CO_(2)和NO_(x)排放显著减少,未燃NH_(3)排放显著增加。替代率每增加10%,CO_(2)与NO_(x)排放分别降低3343×10^(-6)与65×10^(-6);HC与CO分别增加6×10^(-6)与8×10^(-6),未燃NH_(3)排放增加87.3×10^(-6)。尽管氨替代燃料有助于减少碳排放,但同时也导致燃油经济性下降。在30%的氨替代率下,当量燃油消耗率上升至37.9 g/(k W·h),热效率降低至35.9%。 展开更多
关键词 氨气 柴油 发动机 双燃料 燃烧 排放
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微凸结构对X形通道流动换热特性的影响
15
作者 袁鑫鑫 邓晰文 +1 位作者 邓伟 雷基林 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第7期228-237,共10页
换热管作为一种能量传输装置能提升热交换减少热损失,其中多管交叉连通的换热管在工业应用中较为常见。为了提升X形换热管的综合换热性能,采用二维仿真模型,利用Fluent软件进行数值仿真,通过在直换热管道中内置等腰梯形、矩形、前直角... 换热管作为一种能量传输装置能提升热交换减少热损失,其中多管交叉连通的换热管在工业应用中较为常见。为了提升X形换热管的综合换热性能,采用二维仿真模型,利用Fluent软件进行数值仿真,通过在直换热管道中内置等腰梯形、矩形、前直角梯形、后直角梯形以及三角形5种微凸结构研究其换热增强特性,研究发现,后直角梯形微凸结构在高径比P为0.1时,管道强化换热能力最强,直管综合换热性能评价标准最高达到1.24。在此基础上以恒定壁温353 K、入口流速为0.3~0.7 m/s的工况,研究了后直角梯形微凸结构在高径比P为0.1时,微凸间距对X形通道的换热性能影响,为预测管道夹角对换热性能的影响,对5种可能形成的夹角角度也进行了研究。研究结果表明:X形通道的换热能力与入口流速不呈正相关,在入口流速为0.5 m/s时达到最大;X形通道的换热增强能力与微凸结构布置形式有关,当微凸结构面积占计算域二维通道面积比例约为1/22时,有较强换热能力;管道夹角与入口流速综合影响其换热能力,小管道夹角在低流速状态下换热能力增强效果明显,大管道夹角在高流速状态下略有增强。当换热管夹角为115°,入口流速为0.5 m/s,间距d 1为6 mm,间距d 2为2 mm时,将产生明显的增强换热效果,综合换热性能评价标准最大达到1.84。研究结果可为多入口多出口换热管如何提升换热能力提供一定参考。 展开更多
关键词 强化换热 X形换热管 微凸结构 微凸结构间距 数值模拟
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基于灰色关联分析的柴油机气道结构参数对气道性能的影响
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作者 包广元 张韦 +2 位作者 何超 王东鸽 李加强 《内燃机工程》 北大核心 2025年第3期79-87,共9页
为提升车用柴油机螺旋进气道的性能,通过灰色关联分析,系统研究了螺旋室高度、气道偏心距及气道偏转角对气道性能的影响规律。研究结果表明,气道结构参数按照对涡流比和进气量的影响权重由高到低排序依次为螺旋室高度、气道偏心距、气... 为提升车用柴油机螺旋进气道的性能,通过灰色关联分析,系统研究了螺旋室高度、气道偏心距及气道偏转角对气道性能的影响规律。研究结果表明,气道结构参数按照对涡流比和进气量的影响权重由高到低排序依次为螺旋室高度、气道偏心距、气道偏转角。当螺旋室高度为5.04 mm而气道偏心距为2.82 mm时,涡流比达到最大值2.102。当螺旋室高度为5.04 mm,气道偏转角为-5.2°时,进气量达到最大值0.715 g。通过多项式逼近算法,建立了涡流比模型和进气量模型。这两个模型在预测精度和拟合度方面表现优异,涡流比与进气量的均方根误差分别为0.04和0.05,拟合优度分别为0.95和0.93。 展开更多
关键词 柴油机 螺旋进气道 结构参数 灰色关联分析 多项式逼近算法
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摆线转子发动机径向密封片静态泄漏特性
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作者 李凤舒 邓晰文 +3 位作者 刘瑞 万桂银 雷基林 贾德文 《内燃机工程》 北大核心 2025年第5期139-146,共8页
为解决摆线转子发动机径向密封泄漏问题,以摆线转子发动机为研究对象,采用计算流体力学的方法,研究相邻腔室压力差、温度差及等效泄漏面积对摆线转子发动机泄漏过程中压力、速度及质量流量的变化规律。研究结果表明,增大相邻腔室压力差... 为解决摆线转子发动机径向密封泄漏问题,以摆线转子发动机为研究对象,采用计算流体力学的方法,研究相邻腔室压力差、温度差及等效泄漏面积对摆线转子发动机泄漏过程中压力、速度及质量流量的变化规律。研究结果表明,增大相邻腔室压力差会使泄漏通道达到超临界状态,这种状态下质量流量随前腔室压力增大而增大,当燃烧室压力处于峰值时泄漏质量流量达到最大值。相邻腔室温度差增大会降低泄漏质量流量,泄漏过程在亚音速流动和超音速流动状态下,前腔室温度由400 K升温至1780 K,泄漏质量流量分别降低50.07%和46.64%。减小等效泄漏面积可有效改善泄漏,在气流为亚音速流动及临界状态下,当等效泄漏面积由2.0 mm^(2)减小为1.1 mm^(2),泄漏质量流量平均降低69.48%。 展开更多
关键词 转子发动机 径向密封片 密封性能 泄漏特性
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阴极出口可变结构对空冷型质子交换膜燃料电池的性能影响
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作者 刘懿 杨旭东 +2 位作者 雷基林 何述超 周杰 《内燃机工程》 北大核心 2025年第3期69-78,共10页
设计了一种阴极出口可变结构的空冷型质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)模型,其具有单独的冷却流道,阴极出口的面积是可变的,在增强冷却效果的同时可有效调节电池内部的水平衡。为了突出出口可变结构的特点... 设计了一种阴极出口可变结构的空冷型质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)模型,其具有单独的冷却流道,阴极出口的面积是可变的,在增强冷却效果的同时可有效调节电池内部的水平衡。为了突出出口可变结构的特点,同时计算了原始结构和出口可变结构的单电池模型。在0.6 V的输出电压下,出口可变结构模型的平均温度相比原始结构模型降低6℃,平均水含量相比原始结构模型增加了0.78。在负载电流密度为1.046 A/cm^(2)时,出口可变结构模型的功率密度相比原始结构模型提高了2.20%。并且在高温干燥环境下,挡板高度为1.1 mm的出口可变结构模型其功率密度比挡板高度为0.3 mm的模型高出了2.30%。结果表明,出口可变结构可以通过改善电池的冷却性能和保水性能来提高电池性能,并且在复杂环境下具有更好的环境适应性。 展开更多
关键词 燃料电池 水热管理 保水 冷却
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基于MI-SVD-UKF算法的农用柴油机SCR状态估计
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作者 李绕强 王贵勇 +2 位作者 王煜华 袁永明 李志维 《农业工程学报》 北大核心 2025年第16期99-110,共12页
为减少农用柴油机选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)催化器传感器数量,精确提供SCR状态反馈,该研究提出使用多新息奇异值分解-无迹卡尔曼滤波(multi innovation-singular value decomposition-unscented Kalman filter... 为减少农用柴油机选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)催化器传感器数量,精确提供SCR状态反馈,该研究提出使用多新息奇异值分解-无迹卡尔曼滤波(multi innovation-singular value decomposition-unscented Kalman filter, MI-SVD-UKF)算法对SCR系统下游NO_(x)浓度、NH_(3)浓度和氨覆盖率3个状态量进行估计。首先基于Matlab/Simulink对SCR系统进行物理建模,并利用最小二乘法对模型参数进行辨识,以模拟催化器的动态变化。针对无迹卡尔曼滤波在估计SCR状态时存在对历史数据利用率低,仿真中出现协方差矩阵非正定情况使算法失效的问题,利用多新息MI(multi innovation)理论、奇异值SVD(singular value decomposition)分解和无迹卡尔曼滤波UKF(unscented Kalman filter)算法相结合对SCR状态进行在线估计。根据世界统一瞬态循环(world harmonized transient cycle, WHTC)排放测试标准,利用热循环对模型观测算法进行仿真和验证。试验验证结果表明:基于MI-SVD-UKF算法对SCR下游NO_(x)浓度、NH_(3)浓度和氨覆盖率估计值的平均绝对误差(MAE)分别为0.807 mg/m^(3)、0.040 mg/m^(3)和0.007,能对SCR系统状态进行精确估计,与传统UKF相比,其MAE分别降低了0.699 mg/m^(3)、0.142 mg/m^(3)和0.098,与多新息扩展卡尔曼滤波(multi innovation extended Kalman filter,MIEKF)相比,其MAE分别降低了3.232 mg/m^(3)、0.630 mg/m^(3)和0.100;在3个估计状态量初始值均设置为0时,经过11 s可收敛到状态初始值,收敛速度较快,证明了所提算法能准确估计SCR系统状态,可为实现SCR控制提供状态反馈。 展开更多
关键词 柴油机 状态估计 SCR 多新息理论 奇异值分解 无迹卡尔曼滤波
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进气参数与喷油参数对柴油机性能影响的数值模拟研究
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作者 徐照明 邓晰文 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第8期141-149,共9页
为深入研究进气参数和喷油参数对柴油机性能的影响机制,该文基于GT-POWER软件构建了柴油机一维性能模型,在典型工况下通过数值模拟分析了进气压力、进气温度、循环喷油量和喷油时刻对柴油机性能的影响规律。研究结果表明:(1)进气压力增... 为深入研究进气参数和喷油参数对柴油机性能的影响机制,该文基于GT-POWER软件构建了柴油机一维性能模型,在典型工况下通过数值模拟分析了进气压力、进气温度、循环喷油量和喷油时刻对柴油机性能的影响规律。研究结果表明:(1)进气压力增大时,滞燃期保持稳定,燃烧持续期缩短,缸内压力和瞬时放热率峰值上升,扭矩增加,有效燃油消耗率降低;(2)进气温度升高时,滞燃期缩短,燃烧持续期延长,缸内压力和瞬时放热率峰值下降,扭矩减少,有效燃油消耗率增加;(3)循环喷油量增加时,滞燃期先延长后缩短,燃烧持续期延长,缸内压力和瞬时放热率峰值小幅上升,扭矩增加,有效燃油消耗率变化不显著;(4)喷油时刻推迟时,滞燃期缩短,燃烧持续期先缩短后延长,缸内压力峰值和瞬时放热率峰值降低且推迟,扭矩先增后减,有效燃油消耗率先减后增。该研究可为柴油机的性能优化和协同控制策略提供借鉴。 展开更多
关键词 柴油机 进气参数 喷油参数 数值模拟
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