车用柴油机燃烧室对发动机性能的影响研究
燃烧室结构对柴油机排放影响的模拟与试验研究
柴油机 具有较 好 的可靠 性 、 经济 性 和 较 高 的热 效率 ， 因而成 为农 业 机 械 和工 程 机 械 中较 普 遍 的 动
制缩 口率和 径深 比不 同 ， 通 过 对 ３种 燃烧 室 的数 值
模拟 ， 了解 缸 内油气 混合 物 的气 流运 动 ， 分 析排放 物
１号
Hale Waihona Puke ２号 ３号 ＮＯ 和 ｓ ｏ ｏ ｔ 的生成历 程 ， 为燃烧 室结构 的进 一 步设 计 和优化 提供 了依 据 。
图 １ 燃 烧 室 结 构
拟， 并通 过 试 验 研 究 了 ３种 燃 烧 室形 状 对 柴 油 机排 放 特 性 的 影 响 。结 果 表 明 ： 较 小的径 深比和较 大的缩 口率有利
于减 少 Ｎ０ 排放 ， 但是不利 于 ｓ ｏ ｏ ｔ 的氧化 ； 较 小缩 口 率 燃 烧 室 与较 小 进 气 涡 流 比 匹 配有 利 于减 少 Ｎ Ｏ 排 放 。 模
压缩 比１ ７ ． ５： １ ， 标定 转速 ３ ０ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ， 标 定 功 率
５５ ｋＷ 。
格划分 ， １号 燃 烧 室 上 止 点 网 格 数 为 １ １ ｌ １ ２ Ｏ个 ，
２ 号燃 烧 室上 止点 网格数 为 ｌ ｌ ２ ４ ０ ０个 ， ３号 燃烧 室 上止 点 网格 数为 １ １ ４ ７ ２ ０个 ， 导入 Ｃ Ｆ Ｄ软 件 中生 成
２ 计 算 模 型 的选 取 及 边 界 条 件 的 确 定
２ ． １ 模 型 的建立
某型柴油机燃烧室壁面温度分布特性的分析
某型柴油机燃烧室壁面温度分布特性的分析柴油机是一种内燃机，其燃烧室是发动机中最重要的部件之一。
燃烧室壁面温度的分布特性对柴油机的性能和寿命有着重要的影响。
本文将对某型柴油机燃烧室壁面温度分布特性进行分析。
一、柴油机燃烧室壁面温度的影响因素柴油机燃烧室壁面温度受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1、燃烧室外形和尺寸：燃烧室的形状、大小和曲率对温度分布有重要影响。
具有较大曲率的燃烧室会使得燃烧室壁面温度更高。
2、进气量和燃油喷射量：进气量和燃油喷射量的大小和分布会影响燃烧室内的热负荷。
如果热负荷过高，燃烧室壁面温度就会升高。
3、冷却系统：燃烧室壁面温度的分布还受到冷却系统的影响。
合理的冷却系统可以有效地降低燃烧室壁面温度。
二、某型柴油机燃烧室壁面温度分布特性分析某型柴油机的燃烧室采用了锥形设计，燃油直接喷射到气缸底部，从而形成强烈的涡流。
采用了轴向进气和燃烧室侧喷的组合方式。
通过数值模拟和实验研究，得出了该型柴油机燃烧室壁面温度的分布特性。
1、燃烧室壁面温度分布某型柴油机的燃烧室壁面温度分布如下图所示：从图中可以看出，燃烧室壁面温度分布比较均匀，最高温度约为1500K。
高温区主要集中在燃烧室底部和顶部，较低的温度则分布在燃烧室侧壁上。
2、燃烧室壁面温度对发动机性能的影响燃烧室壁面温度对柴油机性能的影响主要体现在以下几个方面：(1) A/F比对温度的影响：随着A/F比的增加，燃烧室壁面温度升高。
(2) 进气温度对温度的影响：随着进气温度的升高，燃烧室壁面温度也升高。
(3) 冷却水温对温度的影响：随着冷却水温的升高，燃烧室壁面温度下降。
(4) 温度对发动机 NOx 排放的影响：发动机的 NOx 排放量与燃烧室壁面温度呈正相关关系。
三、柴油机燃烧室壁面温度控制措施为了降低柴油机燃烧室壁面温度，可以采取以下措施：1、优化燃烧室结构：通过计算流体力学和热力学方法，设计更加合理的燃烧室结构，改善燃烧室壁面温度分布。
车用柴油机冷启动过程故障机理及其智能诊断研究的开题报告
车用柴油机冷启动过程故障机理及其智能诊断研究的开题报告一、选题背景及意义车用柴油机是重要的动力装置之一，在使用过程中经常会出现冷启动故障，如启动时发动机无法启动、启动困难、震动过大等问题，这些故障不仅影响车辆正常行驶，还可能导致发动机损坏，因此进行冷启动故障机理及其智能诊断研究具有重要意义。
二、研究内容本课题将围绕车用柴油机冷启动过程中可能出现的故障机理及其智能诊断方法进行研究，具体内容如下：1. 分析车用柴油机冷启动过程中可能出现的故障机理，对故障原因进行识别和分析，探究故障对发动机性能和寿命的影响。
2. 研究发动机传感器、控制系统、喷油器等各种系统组件在冷启动故障中的作用及其互相关系，分析不同故障情况下系统的运行状态。
3. 基于机器学习和数据挖掘技术，建立冷启动故障的智能诊断模型，并进行优化和改进，提高诊断精度和可靠性。
4. 开展实验验证，通过实际测试和数据分析，验证所提出的故障机理和智能诊断方法的有效性和实用性。
三、研究目标及预期成果本课题旨在研究车用柴油机冷启动过程中可能出现的故障机理及其智能诊断方法，预期达到以下目标：1. 系统分析车用柴油机冷启动故障机理，揭示故障原因和对发动机性能的影响。
2. 研究发动机传感器、控制系统、喷油器等各种系统组件在冷启动故障中的作用及其互相关系，深入了解系统运行状态。
3. 建立基于机器学习和数据挖掘技术的智能诊断模型，提高冷启动故障诊断精度和可靠性。
4. 实验验证所提出的故障机理和智能诊断方法的有效性和实用性，为车用柴油机冷启动故障的预防和处理提供参考。
预期成果包括发表高水平论文、获得国家发明专利等。
四、研究方法与技术路线1. 研究方法：文献调研、实验验证、数据分析、模型建立、模型优化等。
2. 技术路线：（1）文献调研，对车用柴油机冷启动故障机理及其智能诊断方法进行系统整理和梳理。
（2）实验测试，通过原型车实验和传感器数据采集等手段获取实验数据，对冷启动故障进行分析和诊断。
燃烧室参数对小型柴油机突增负荷工况燃烧及HC排放的影响
第11卷第4期2005年8月燃 烧 科 学 与 技 术Journ al of Co m bustion Sc i ence and T echno l ogyV o.l11N o.4Aug.2005燃烧室参数对小型柴油机突增负荷工况燃烧及HC排放的影响*孙万臣1,刘忠长1,刘巽俊1,宫本登2,小川英之2,河辺隆夫2(1.吉林大学内燃机工程系,长春130025;2.北海道大学工学部,日本札幌060-8628)摘 要:应用自行开发的柴油机瞬态工况控制系统及排气采集装置,对小型柴油机突增负荷工况下的燃烧及HC 排放特性进行了实验研究,利用气相色谱仪分析了HC排放成分.设计了不同参数的燃烧室,研究了不同压缩比(13～19)和燃烧室形状对柴油机燃烧及HC排放的影响.研究结果表明,同一燃烧室在突增负荷工况,燃油开始增加后,THC排放量急剧增加,最大值达到稳态工况的100倍.随循环数的增加,滞燃期缩短,HC排放逐渐减少.HC 排放成分中LHC占有很大比例,其中乙烯和丙烯最多.随压缩比的降低,滞燃期延长,HC排放明显增加.压缩比相同时适当缩小燃烧室直径,有助于降低HC排放.关键词:柴油机;突增负荷;燃烧室;燃烧;排放中图分类号:TK421.5 文献标志码:A 文章编号:1006-8740(2005)04-0336-05E ffects of Co mbustion Cha mber Para m eters on Co mbustion and HC Em issions ofa S m all D iesel Engine at Sudden Load-up O perating Cond itionsSUN W an-chen1,LI U Zhong-chang1,LI U Xun-j u n1,M i y a m o to N obo r u2,Oga w a H ir oyuki2,K a w abe Takao2(1.D epart m ent of Interna l Co m bustion Eng i ne,Jili n Un i ve rsit y,Changchun130025,China;2.D epa rt m an t o f Enginee ri ng,H oka i do Un i ve rsit y,Saapo ro060-8628,Japan)Ab stract:The combusti on and HC em issions a t s udden l oad-up ope ra ting conditi ons we re inve sti ga ted on a s m a ll diese l en-gine under differen t combusti on cha m be r pa rame tersw ith a hom e-m ade transi ent ope ra tion con tro l and exhaustm eas u re m ent sy ste m.HC e m issi ons components w ere ana l yzed by g as chro m a t og ra m.Effects o f differen t compression ra ti o s(13～19) and designed combustion chamber shapes on co m bustion and HC em issions we re st udied.Expe ri m en t a l results showed t hat by usi ng t he same cha m be r THC e m issions rap i d l y i ncreased unde r sudden load-up ope ra ting conditions,and t he peak ap-proxi m ate l y reached100ti m es of st eady operati ons.W it h t he i ncrea se of sa m pli ng cy cle ti m es,t he i gn ition de lay w as de-creased and HC e m issi ons w ere reduced.L HC espec iall y e t hene and propy lene w ere the m ajorit y co m ponents of HC e m is-sions.W it h t he dec rease o f comp ress ra tio,HC em issions w ere inc reased and the i gnition de lay w as p ro l onged.R educ i ng co m bustion cha m be r dia m e t e r w as propitious t o reduce HC e m issions under the sa m e co m pre ss ra tio.K ey w ord s:diese l engine;sudden l oad-up;co m bustion cha m be r;co m bustion;e m ission 随着人们环保意识的不断加强,世界各国针对车用柴油机的排放法规日益严格.以前的排放法规所规定的排放测试循环多是以稳态工况为主,作为车用发动机,其加速、减速、冷起动等转速和负荷急剧变化的瞬态过渡工况在发动机的运行中占有很大的比例[1～4],造成的环境污染更加严重.美国联邦车用柴油*收稿日期:2004-11-04. 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50476007);国家重点基础研究发展规划(973)资助项目(2001CB209205);吉林省科技发展计划资助项目(20040512);教育部留学回国人员科研起动基金资助项目(2004-5278);吉林大学创新基金资助项目(200408). 作者简介:孙万臣(1968— ),男,博士,副教授;联系人:刘忠长,L i uzc@jl .机排气污染物测试方法从1984年起就开始采用瞬态循环.欧洲2000年1月开始实行的欧Ⅲ排放法规也增加了瞬态循环实验,从欧Ⅳ排放法规开始,全部采用ETC 瞬态循环.日本2005年开始实施的新长期法规也增加了过渡工况测试.因此,未来的排放法规将以控制瞬态工况下排气污染物为主,有必要深入研究柴油机瞬态工况下燃烧及排放随循环的变化规律,探索改善瞬态燃烧、降低排放的途径.由于瞬态工况的控制及排放的测量比较困难,目前详细的研究报道较少.笔者利用自行开发的柴油机过渡工况控制系统及排气采集装置,对柴油机突增负荷工况下的燃烧及排放特性进行了实验研究,利用气相色谱仪对HC 排放成分进行了分析,找到了一定的规律性,为进一步控制柴油机瞬态工况下的HC 排放奠定了基础.1 主要实验设备及排放控制方案1.1 实验发动机及燃烧室参数 实验采用日本洋马公司的NFD -13型单缸柴油机,其主要参数如表1所示.燃烧室形状及参数见图1和表2.采用2号柴油为燃料.表1 实验发动机主要技术参数类型标定功率/标定转速/kW /(r m i n -1)工作容积/L 压缩比进气方式缸径×冲程/(mm )喷油器四冲程单缸直喷式柴油机8.46/26000.63817.7自然吸气92×96Υ0.26mm ×4孔×150°图1 燃烧室形状表2 压缩比ε、燃烧室直径D 及深度H序号εD /m m H /m m 11354202165416319541341648201.2 燃油喷射量及排气采集装置的控制方案 为了模拟实际的发动机突增负荷状态,开发了喷油泵齿条的控制装置,通过控制与喷油泵齿条相连的压缩空气缸来控制燃油的喷射量.调整压缩空气缸的动作范围,可设定不同的当量比,通过循环计数器控制的电磁阀来调整压缩空气的供给,从而实现发动机燃油量的控制.实验转速为1300r /m i n 时,该控制装置从发动机低负荷稳态工况(当量比为0.2)调节到高负荷稳态工况(当量比为0.6)大约需要100m s 的时间,对应大约一个工作循环.燃料增加后,为了测定排气成分随循环的变化规律,制作了能够在任意时刻进行排气全量采集的装置,见图2.该装置由脉冲计数器、循环计数器、蝶形阀、采样袋及电磁阀等组成.脉冲计数器通过检测与喷油泵驱动轴相连的光电信号发生器输出的脉冲信号来实现对采样系统的控制,脉冲计数器的动作触发信号与循环计数器保持一致.燃料增加后,开始排气采样的循环及采样循环数事先通过脉冲计数器进行设定.当到达采样开始的循环设定值时,脉冲计数器使排气控制电磁阀动作,通过压缩空气关闭蝶形阀,切断排气管的排气通路,同时采样电磁阀打开,排气全量采集到采样袋中.从脉冲计数器发出触发信号到蝶形阀完全关闭排气管大约需要32m s ,可以满足排气采集的要求.经过设定的采样循环(本研究中设定为2循环)后,脉冲计数器使电磁阀断电,恢复原始状态,采样结束.通过以上的动作,可以在燃料增加后的任意时刻进行任意循环的排气全量采样.1—喷油泵;2—循环触发器;3—循环计数器;4—脉冲计数器;5—排气电磁阀;6—蝶形阀;7—采样电磁阀;8—采样袋;9—废气分析仪;10—真空泵图2 排气采集控制装置337 2005年8月 孙万臣等:燃烧室参数对小型柴油机突增负荷工况燃烧及HC 排放的影响1.3 HC排气成分的分析装置 为了深入分析突增负荷工况下HC的排气成分,应用气相色谱仪对采集到的气体进行分析,其中总碳氢(T HC)的分析用日本岛津公司的GC-9A型带FI D 检测器的气相色谱仪,色谱峰采用C-2RAX仪器处理.低沸点碳氢(L HC)的分析采用岛津公司的GC-14B型带FI D检测器的气相色谱仪,色谱峰采用C-R8A仪器处理.载气为高纯度的氮.1.4 缸内压力采集装置 缸内压力采用K I STLER公司的6061B型水冷式压力传感器测量,采集的压力信号经K I STLER公司5007型电荷放大器放大后,传输到数字示波器,通过A/D转换卡进行A/D转换后存储到计算机中.曲轴转角信号采用光电式转角检测器采集.测量瞬态缸内压力时,曲轴每1°CA采集1点,每循环共采集128点(从-60°CA ATDC到67°CA ATDC),共采集125循环.应用燃烧分析程序对采集的压力及曲轴转角数据进行计算,得到燃烧放热率、燃烧温度、指示热效率等.2 实验结果及分析2.1 不同压缩比下HC排放特性 对直径相同,压缩比ε分别为13、16、19的3种燃烧室(表2中1～3号燃烧室)进行突增负荷实验.实验时,冷却水温保持80℃,机油温度50℃,供油提前角为6°C A BTDC.转速恒定为1300r/m in,负荷由平均有效压力0.36MPa(对应当量比0.2)突然增大为0.6MPa(当量比0.6),负荷变化时间为100m s时, THC排放浓度随循环数N的变化规律如图3.其中横坐标代表循环数.(循环数10代表10和11两个循环的平均浓度).从图中可见,在所有的压缩比下,THC 浓度在燃油开始增加后急剧增加,其最大排放量达到低负荷稳态工况的100倍.随循环的增加逐渐降低,到1000循环以后基本达到稳定工况状态.随压缩比的降低,T HC排放增加更加明显,并且HC排放峰值所在的循环随压缩比的降低而推迟.压缩比提高到19时,其HC排放明显降低,但此时由于滞燃期缩短,扩散燃烧量增加,导致排气烟度增加[5].与压缩比19相比,HC 排放在压缩比为16时增加5倍,压缩比为13时增加近10倍.其原因主要是在低负荷稳态运转时,燃烧室壁面温度较低,突增的燃油较多地附着于燃烧室壁面,随着壁面温度增加而逐渐蒸发、热分解,作为HC成分排出.压缩比越低,燃烧室壁面温度越低,燃油喷雾附着于壁面的燃料量越多,同时壁面温度上升较慢,导致随压缩比降低T HC浓度增加.图3 不同压缩比时,突增负荷工况下的THC排放 图4为与图3相对应的THC排放中,作为燃料热分解产物的L HC随循环数N的变化规律.它们在THC 排放中占有很大的比例,且各种LHC成分的变化趋势与THC基本一致.低沸点成分中乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)的排放量最大,其次是乙炔(C2H2)、甲烷(CH4)、丁炔(C4H6)、苯(C6H6)等,其主要原因是附着于燃烧室壁面的燃油组分随温度的增加产生高温裂解、脱氢反应,结果大部分作为不饱和烃排出. 图5为不同压缩比下,突增负荷后缸内压力及放热率的变化.从图中可见,随压缩比降低,滞燃期增加.在所有的压缩比下,燃料开始增加后,随着循环的增加,滞燃期缩短,到100循环几乎与高负荷稳态工况没有差异,这种趋势随压缩比增加而更加明显.其主要原因是,燃料开始增加后,壁面温度逐渐升高,结果使着火延迟期缩短,着火始点提前.这进一步说明了HC排放浓度与燃烧室壁面温度相关联.2.2 不同燃烧室形状下HC的排放特性 图6表示压缩比为16,燃烧室直径及深度不同时,突增负荷工况HC排放成分的对比,这时冷却水温度为15℃,机油温度为30℃,供油提前角为6°CA BTDC.图7所示为两种燃烧室下HC排放成分的对比.从中可见,THC排放的变化趋势基本一致,燃烧室直径D=48mm时,与D=54mm相比,T HC峰值所在的循环较晚,T HC排放除燃料热分解产生的L HC以外降低约350︺0.同时,在各个循环排出的HC成分中除燃料热分解产生的L HC以外,作为燃料成分的高沸点HC(HHC)所占的比例很大,最大放热率下降,结果使预混合燃烧量减少,扩散燃烧份额增加,最终导致燃料热分解的HC成分减少,而作为燃料成分的HC排放增加.338燃 烧 科 学 与 技 术 第11卷第4期图4 不同压缩比时,突增负荷工况下LH C排放图5 不同压缩比时,突增负荷工况下示功图及放热率对比339 2005年8月 孙万臣等:燃烧室参数对小型柴油机突增负荷工况燃烧及HC 排放的影响图6 不同燃烧室形状时,突增负荷工况下TH C排放对比(a )D =48mm ,H =20mm(b )D =54mm ,H =16mm图7 不同燃烧室形状时,突增负荷工况下TH C 和LHC 排放对比3 结 论 (1)燃油开始增加后,T HC 排放浓度急剧增加,而随循环数的增加逐渐减少,经过1000循环左右,降低到与稳定工况相同的水平. (2)在突增负荷工况,随循环数的增加,滞燃期缩短,燃烧始点提前. (3)随着压缩比的降低,柴油机的滞燃期延长,突增负荷工况时,HC 排放明显增加. (4)在压缩比相同时,适当缩小燃烧室直径,有助于减小燃烧室面容比,降低HC 排放.参考文献:[1] 宮本 登.始動日寺にディーゼルエミッションの過渡特性[J ].日本機械学会論文集(B 編),2000,66(641):300—306.M iya m o t o N obo ru .T ransien t cha rac t e ristics of diese l e m is -sions during stading [J ].Tr ans actions of t he J apan Societ y of M echanica l Engineers (B ),2000,66(641):300—306(in Japane se ).[2] F uji mo to H.C o m bustion i n a s ma ll D I diese l [A ].In :SA EPaper [C ].1992,920697.[3] 金野 满.DM E 圧縮着火機関の未燃成分に関する研究[J ].日本機械学会論文集(B 編),2001,67(659):1849—1854.konno M itsuru .T he unburned e m issions from a C I eng ine op -e ra t ed w ith di me t hy l e t her [J ].Tr ans ati ons of the Jap an Soci -et y of M echanica l Engi neers (B ),2000,67(659):1849—1854(in Japanese ).[4] N obo ru M i y a m oto .Cy cle -t o -cyc l e transien t cha rac t e ristics ofdiese l em issions du ri ng sta rting [A ].In :SA E Paper [C ].1999,1999-01-3495.[5] 孙万臣,刘巽俊,宫本登,等.燃料挥发性对柴油机性能及排放的影响[J ].内燃机学报,2004,22(4):317—324.Sun W anchen ,L iu Xunj un ,M i y arnoto N obo ru ,et a.l Eeffects o f f ue l vo latilit y of pe rfo r mances and em issions of a diese l engine [J ].T r ans altio ns of CS I CE ,2004,22(4):317—324(i n Chine se ).340 燃 烧 科 学 与 技 术 第11卷第4期。
燃烧室形状对柴油机缸内气流运动影响的数值模拟研究
统 三要 素 ）三者 之 间 的综 合 配 合 是 影 响性 能 的关 键 ｌ ： ｌ ＿ 。
燃烧 室 形状 的主 要 参数 有 ：燃烧 室 的 口径 比、径深
柴油 机燃 烧 室 的形状 对混 合 气 的形 成和 燃烧 过 程质 量及 Ｉ 比、燃烧 室底 部 凸 台 的形状 和体 积 大小 以及 燃烧 室 断面
１２
ｌ
燃 烧 室形 状 设 计 及 网格 划 分
为 了研 究 燃烧 室 中央 凸 台对 缸 内气 流 运 动 的影 响 ．
作 者 简 介 ：喻 超 （９ ６ ，男 ，湖 北麻 城 人 ，本 科 。 专业 ：热 － １ ８ －）
在保 证柴 油 机压 缩 比 、燃 烧 室 口径 比 、径深 比不 变 的前 提下 设计 了三种 不 同形 状 凸台 的缩 １ ３型燃烧 室 。并具 有
并 利 用 Ｃ Ｄ软 件 Ａ ｉ Ｆ ＶＬＦｒ 柴 油 机 缸 内气 流 运 动 特性 ｅ对 进行 数值 模 拟研 究 。
理论 ，促 进燃 烧 后期 的混合 ，避 免 在活 塞下 行 时空 气 的
Ｉ 逆挤 流使 混 合气 全部 进 入挤 流 区 。凸 台高度 和 凸 台角度
ｆ 的设 计应 以尽 量 减少 凸 台上 部分 的 容积 为原 则 ，但是 从
台与 侧壁 间 的过 渡半 径来 确 定 ，其 中燃 烧室 底部 凸台 的 ｌ 可 以 占去这 部分 容 积 ，提高 空气 利用 率 ；二是 缩 日燃烧 形状 对缸 内中 的气流 运 动特 性影 响 较大 ，进 而 对柴 油机 ｌ 室底 部 凸 台可将 旋转 的 气流 挤 向燃 烧室 的外 侧 ，使 涡流
柴油机燃烧室几何形状对缸内气流运动影响的模拟研究
和方案 Ⅲ 的底部有平 台 ， 方案 Ｉ 的缩 １率小 于方案 Ｉ 如 图 Ｉ Ｉ ３ Ｉ ，
２ 所示 。
Ｄ
磔旅艨 Ⅱ ｍ
图 １ 燃烧室尺寸参数定义 图 ２ 燃烧室截面形状
１ 燃烧 室 形状设 计
表 １ 三种燃烧 室方案参数 钾
１１ 艇铃型燃烧室设计特点 ．
计算从进气终点 ２６ Ａ开始 ， １ｏＣ 到排气 门打开之前的
４ ０ Ａ结束 。由于在计算 中主要分析上止 点附近 的气体流 ４ 。Ｃ 方案燃烧室参数见表 １为了研究燃烧室的缩 １ ， ３ 率大小和有元 动情况 ， 上止点 附近步长 较小 ， 故 越远离上止点 步长越大 。发 动机标定 转速 为 ２０ ｍｎ不考虑 进排气 的影 响 ， 计算 ３０ｌｉ， ｒ 假设 初 始时缸 内气体 均匀 ， 温度 Ｔ＝２３ ５ ， ｏ ９ ． 压力 Ｐ＝０ ８ Ｐ 。 １Ｋ ０ ． ａ ９Ｍ
（ ａ ）
（ ｂ ，
图 ３ 燃烧室 的网格划分
率 ６ ＝ ／） 中 Ｄ为燃 烧 室最大 直径 ， 为燃 烧室 缩 口直 ｄ ， Ｄ 其 ｄ 径， 日为燃烧室深度 ， 室尺寸参数定 义如图 １ 燃烧 所示 。三种 对缸 内气流运动 的影 响 ， 在相同 的压缩 比下 ， 保证 了方案 Ｉ 和 方案 Ⅱ的缩 口率相 同， 但方案 Ｉ 底部 凸起处没 有平 台 ； 方案 Ｉ Ｉ
Ｅｑ ｍｅ ｔ ｍｐ ｎ Ｍａ ．ａ ｉ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ Ｎｏ９， ０ ８ ｎ ｃ ｇＴ ｃｎ ｌ￣ ． ２ ０
取进气涡流 比为 Ｒ ＝Ｉ Ｖ （ Ｌ方法）边界条件根据经 验设定 ， Ａ 。 取
活塞 表面温 度为 ５ ０Ｋ ０ 、缸盖 壁面 和缸套 壁 面温度 均为 ４ ０ ５
车用发动机性能影响因素研究
２ 配气正 时对发动机性能的影响
配ห้องสมุดไป่ตู้ 正时直接影 响发动机 的充气 效率 ，进而影 响
发 动机 的动力 性 、 经 济性 和排 放性 能 ， 而在 进 、 排 气 门 开闭的 四个正 时中 ，进气 门迟闭角对充气 效率 的影 响 最大 ，因此本文主要通 过对进气 门迟 闭角的模 拟计算 来研究其对 发动机性能 的影响 。
吕
、√
Ｚ
料
器 跫
繁
进气迟闭角（ 。 Ｃ Ａ）
（ ｂ ） ｎ ＝ ３ ５ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ
进气迟闭角 （ 。 ｃ Ａ）
（ ｈ ） ｎ ＝ ３ ５ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ
图 ５ 燃 油 消 耗 率 随进 气 迟 闭角 的 变 化
图 ６ 扭矩随进气迟 闭角的变化
应用上述建立的发动机模型对 １ ５ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 和３ ５ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ
参数值 捷达前卫 Ａ Ｔ Ｋ 直列 、 水冷 、 四缸 、 电控燃 油多点顺序喷射
１ ． ５ ９ ５
标定功率 ［ ｋ Ｗ／ （ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ） ］ ６ ４ ／ ５ ８ ０ ０ 标定扭矩 Ｉ Ｎ ・ ｍ ／ （ ｄ ｍ ｉ ｎ ） ］１ ３ ５ ／ ２ ８ ０ ０
转速 （ ｄ ｍ ｉ ｎ ）
一
瓣
涎 爆
馨
性小 ，较大 的进气迟 闭角会使一部分气体 被推 回进气 管， 导致 充气 系数减 小 。因而 ， 要 强化发动 机 ， 提高 转
速， 加 大输 出功率 ， 应适 当加大进 气迟 闭角 ， 如果要 加
模拟 曲线 一 实验曲线
图 ３ 发 动 机 燃 油 消耗 率 曲线
柴油机工作异常现象解析
柴油机工作异常现象解析一、柴油机燃烧不完全柴油机燃烧不完全是柴油机常见的工作异常现象之一。
燃烧不完全会导致燃料消耗增加，功率下降，排放增加等问题。
造成柴油机燃烧不完全的原因有多种，例如供油系统故障，喷油器堵塞，喷油器压力调整不当，燃烧室积炭等。
解决柴油机燃烧不完全问题，首先需要对柴油机进行全面的检查和维护，清洁喷油器和燃烧室，调整喷油器压力，确保供油系统正常工作。
二、柴油机出现燃烧室积炭燃烧室积炭是柴油机常见的工作异常现象之一，主要表现为发动机噪音增大，烟气颜色变化，车速下降等。
燃烧室积炭的形成与燃油质量、进气质量、机油性能等因素有关。
燃烧室积炭不仅会降低发动机的工作效率，还会对发动机的寿命产生不良影响。
解决柴油机燃烧室积炭问题，需要定期更换滤清器，选择优质的燃油和机油，并且定期进行发动机清洗和维护。
三、柴油机点火不正常柴油机点火不正常是柴油机工作异常现象中的一个重要问题。
点火不正常会导致柴油机启动困难，功率下降，排放增加，严重时还会损坏发动机零部件。
导致柴油机点火不正常的原因有多种，例如点火系统故障，喷油器故障，进气系统泄漏等。
解决柴油机点火不正常问题，需要定期检查和维护点火系统和喷油系统，及时更换老化和损坏的零部件，确保点火系统正常工作。
四、柴油机发动机噪音过大柴油机发动机噪音过大是柴油机工作异常现象中的一个常见问题。
发动机噪音过大可能会对操作人员产生不良影响，同时也会加速发动机的磨损。
引起柴油机发动机噪音过大的原因有多种，例如缺油，活塞磨损，缸套磨损等。
为了解决柴油机发动机噪音过大的问题，需要定期更换机油和机油滤清器，确保缸套和活塞的密封性，及时进行机油添加。
五、柴油机排烟异常柴油机工作异常现象的解析和解决是至关重要的。
只有及时发现并解决柴油机的工作异常现象，才能确保柴油机的正常工作，延长设备寿命，提高工作效率。
对柴油机的定期维护和保养显得尤为重要，只有这样才能减少柴油机的工作异常现象，确保设备的正常运行。
燃烧室形状对柴油机燃烧及排放影响的试验研究
的排放 量 ．
关 键词 ： 柴油机； 燃烧室； 燃烧； 排放 中 图 分 类 号 ：Ｋ ２． Ｔ ４３２ 文 献 标 识 码 ： Ａ
大 ， 供 油 提 前 角 过 大 ， 油 不 能 充 分 喷 入 燃 烧 若 燃
室 ， 合 气 形 成较 差 及燃 烧 不 良， 耗 率 及 烟 度 均 混 油
３ ２ ¨
２ 试 验 结 果 及 分 析
２ １ 提 前 角 特性 ．
变 差 ． 当供 油提 前 角进 一 步减 小 到 一１ 。 Ａ 时 ， 但 ０Ｃ 烟 度 和 油 耗率 均 恶 化 、 原 因是 供 油 提 前 角过 小 ， 其 燃油 与 空 气 的混 合 和 燃 烧 不 充 分 ， 致 烟 度 和 油 导 耗率 增 加 ． Ｃ型 燃 烧 室 供 油 提 前 角 从 一１ 。 Ａ 而 ８Ｃ 推迟 到 一１ Ａ后 ， ４Ｃ 烟度 值 和 油耗 率 明 显 增 加 ， 这 与 Ｃ型 燃 烧 室 内气 流运 动 不 活 跃 有 关 ． 供 油 提 在
文 章 编 号 ：０ ６７ ３ （０ ２ ０ ．０ ００ １ ０ ．７ ６ ２ ０ ）３０ ６ ．５
燃 烧 室 形 状 对 柴 油 机 燃 烧 及 排 放 影 响 的 试 验 研 究
段 树 林 陈 刚 ， ， 辛 颖 ， 肖
（． １ 大连 海 事 大 学 轮 机 工 程 学 院 ， 宁 大 连 辽
０２ ．９ｍｍ． 喷 压 力 均 为 ２ ａ 图 １为 Ａ 型 燃 启 ０ ＭＰ ．
一
烧 室 和 Ｃ型燃 烧 室 形 状 示 意 图 ， 动 机 缸 内压 力 发 测 量 采 用 ＡＶＬ ５ １发动 机 综 合 数 字分 析的 基 础上 ， １ ５单缸 柴 ５工 在 ０
燃烧室几何形状对柴油机燃烧过程影响的数值模拟研究
燃烧室几何形状对柴油机燃烧过程影响的数值模拟研究燃烧室几何形状对柴油机燃烧过程的影响是柴油机燃烧研究的重要内容之一、通过数值模拟研究，可以深入探究不同燃烧室几何形状对柴油机燃烧过程的影响，为燃烧室设计提供科学依据。
本文将从燃烧室几何形状对燃烧过程的影响、数值模拟方法以及数值模拟在燃烧室几何形状优化中的应用等方面进行阐述。
首先，燃烧室几何形状对燃烧过程有着重要的影响。
燃烧室的几何形状会影响燃烧室中燃油喷雾的运动、混合和燃烧过程。
不同的燃烧室几何形状会导致不同的燃烧方式，影响燃烧室内气体流动和混合，从而影响燃烧效率、排放和噪声等性能指标。
例如，喷油器的喷口位置、喷孔数量和喷孔角度等参数会影响燃料喷雾的大小和形态，进而影响燃烧过程的混合质量和燃烧效率。
另外，燃烧室凸包形状、气缸壁形貌等参数也会影响燃烧室内的气体流动情况，从而影响燃烧过程的速率和稳定性。
其次，数值模拟方法是研究燃烧室几何形状对柴油机燃烧过程影响的有效手段之一、数值模拟方法可以通过对燃烧室内流动、喷雾、混合和燃烧等过程进行数值求解，获得燃烧室内关键参数的分布和变化规律。
常用的数值模拟方法包括流体力学模拟（CFD）和燃烧化学模拟（CHEMKIN）等。
CFD方法可以模拟燃油喷雾、混合和燃烧过程中的流场特性，提供燃烧室内温度、压力、速度和浓度等关键参数的分布情况。
CHEMKIN方法可以模拟燃烧室内燃料氧化过程中的化学反应，提供燃烧室内各种物质浓度和反应速率等关键参数。
通过综合使用CFD和CHEMKIN等模拟方法，可以全面揭示燃烧室几何形状对柴油机燃烧过程的影响机制。
最后，数值模拟在燃烧室几何形状优化中具有广泛应用价值。
通过数值模拟方法，可以对不同燃烧室几何形状进行设计和优化。
例如，通过调整喷油器的参数，比如喷口位置、喷孔数量和喷孔角度等，可以优化燃料喷雾的分布和形态，提高燃烧室内混合质量和燃烧效率。
另外，通过调整燃烧室的凸包形状、气缸壁形貌等参数，可以改变燃烧室内的气体流动情况，提高燃烧速率和稳定性。
影响柴油机燃烧过程的因素研究
影响柴油机燃烧过程的因素研究摘要发动机经济性和动力性是衡量发动机性能好坏的两个重要指标，在柴油机当中，柴油机的燃烧过程决定了柴油机的使用性能。
因此本文对影响柴油机燃烧过程的因素做了分析。
关键词喷油提前角性能影响压缩比1概述发动机工作时，燃料在气缸中的燃烧过程，就是空气中的氧与燃料发生剧烈氧化并产生热能的过程。
柴油机的燃烧过程对发动机的使用性能起着至关重要的作用，它在本质上决定了柴油机性能的好坏，所以说，研究柴油机的燃烧过程对提高发动机的排放性和经济性就显得至关重要。
为了促使燃料能够充分燃烧，必须要有足够的氧气。
理论上来讲，1kg汽油完全燃烧需要的空气量为14.7kg，但是对于柴油机而言就不太适应，因为柴油机的混合气是在气缸内部形成的。
在气缸内部形成混合气直至燃烧的过程当中，燃烧室内经过一系列的物理和化学变化，它包含有燃油喷射、吸热、雾化、扩散、混合、氧化燃烧等很复杂的过程，而在整个燃烧的过程当中也受到其他因素的影响，比如，燃烧室结构，发动机温度等等。
2影响柴油机燃烧过程的因素在柴油机实际工作中，影响燃烧过程的因素很多，这里我们仅对喷油提前角、柴油机温度和压缩比、燃烧室形状、柴油机负载与转速、燃料性质、供油规律和喷油压力等因素对柴油机燃烧过程的影响，以帮助大家正确使用和维修柴油机。
2.1喷油时间供油提前角是影响柴油机功率和油耗的重要因素之一。
理论上来讲，活塞到达压缩上止点时喷油器开始喷油，而柴油发动机在实际工作中，因为燃烧过程存在着一个着火延迟期，虽然说它的时间仅为0.7～3ms，但是曲轴转角的变化却是很明显，这个时间对燃烧过程及其发动机的性能有着极大的影响，比如，气缸内温度、压力及燃油雾化质量等。
为了使最高压力发生在上止点附近，喷油提前角不能过大也不能过小。
如果喷油提前角过大，燃油将喷入气缸时压力和温度都不够高，造成着火延迟期延长，大部分燃烧都在活塞到达上止点前进行，发动机做负功，工作较粗暴，NOx的排放量也会由于燃烧温度的升高而增加。
国内外汽车发动机的现状和发展趋势
国内外汽车发动机的现状和发展趋势内燃机的发展带动汽车的发展，伴随汽车产销量快速增长而来的是大气污染和石油消耗。
无疑，先进的发动机技术将在汽车节能、环保技术开发中起着关键的决定性的作用。
近20 年来, 面对世界石油资源日趋枯竭给社会发展带来的压力, 面对汽车保有量急剧增长对环境的影响, 世界汽车界不停地在寻找实现汽车工业可持续发展的解决方法。
一. 车用柴油机发展及现状1.1 车用柴油机的性能特点（1）有能量密度高（大型低速增压柴油机的有效热效率已超过50%），燃油消耗率低，这对节约能源和提高经济效益都很重要。
（2）好的燃油经济性；（3）温室效应气体排放少，其二氧化碳的排放量比汽油机大约低30-35%，但废气中含有害成分（NO，颗粒物等）较多，噪声较大，在环境环抱方面已引起重视。
（4）功率和转速范围很大（功率1—65580KW，转速54—5000r/min），因此应用领域宽（5）结构较复杂，零部件材料和工艺要求较高，制造成本较高，与汽油机相比质量较大。
主要有三大优点:(1) 经济。
首先, 每单位柴油的能量含量比汽油高;其次,柴油机的压燃特性, 使其热效率比汽油机高。
一般柴油机的油耗要比汽油机的低30%～40%。
(2) 环保。
一般来说, 机动车的主要排放物有一氧化碳、碳氢化合物、二氧化碳、颗粒物和氮氧化物。
相对而言, 柴油机的一氧化碳、碳氢化合物和二氧化碳排放量极低, 但在颗粒物和氮氧化物的排放控制上要比汽油机更难处理。
这是柴油机本身的特性造成的, 可通过现代技术处治。
(3) 柴油机低速大扭矩的特性, 为汽车提供了更好的使用性能。
通过采用先进的燃油喷射技术和电控技术, 现代柴油机在动力性、加速性、舒适性指标上已经无异于汽油机。
1.2 国内柴油机的现状自2003年以来,国内柴油机行业出现了结构调整:潍坊柴油机厂在2002年的基础上继续保持快速增长势头,功率水平也有了明显提高;上海柴油机厂在商用车柴油机领域初露锋芒,主要得益于北汽福田欧曼重卡市场份额的迅速提高;广西玉柴机器股份有限公司作为行业的领先者,进行了新一轮的产品结构优化,产品顺利实现从欧Ⅰ向欧Ⅱ的过渡,完善了产品系列(从4缸机到6缸机)平台,进一步拓展了功率覆盖范围,柴油机最大功率水平可以达到257 kW(350 ps)。
高压共轨柴油机后喷射对燃烧和排放性能影响的实验研究_多次喷射
高压共轨柴油机后喷射对燃烧和排放性能影响的实验研究_多次喷射引言为了满足日趋严格的排放法规要求，人们在发动机后处理技术，废气再循环、喷射速率优化和电控方面进行了深入的研究。
高压共轨燃油喷射系统的出现，使人们在以上领域的研究取得了重大进展，因为其高的喷射压力和多次喷射控制上的灵活性，可以将油量分成2次甚至更多次的喷射，从而可以进一步地优化发动机的排放性能。
后喷，即在主喷之后进行的喷射，其主要作用是优化发动机的排放性能，采用后喷后，可以促进扩散燃烧过程中油气混合、从而将主喷生成的Soot氧化，最终达到降低Soot排放的目的。
国外的研究针对后喷对发动机性能的影响进行了分析，得出的共同的结论是，采用后喷能够进一步地降低Soot的排放，但后喷的油量和主后间隔角度需要精确地匹配。
后喷对BSFC和NOx排放亦有影响，但根据实验用发动机和发动机工况不同，其影响程度亦不相同，所以对于后喷优化Soot排放的机理仍然是仁者见仁，智者见智，因而有必要针对后喷对发动机性能的影响进行深入的分析和研究。
本研究是在一台高压共轨柴油机的试验工况(1200rpm.60Nm)下进行的，针对多次喷射中后喷射的试验研究。
在实验过程中，通过调节主喷脉宽的方法来保证实验过程中发动机输出扭矩不变的条件下，研究多次喷射中后喷射对燃烧和排放性能的影响，为进一步的多次喷射策略的研究提供了理论依据。
1．实验设备研究是在高压共轨柴油机上进行的，发动机具体的规格参数详见表1-1。
电控系统采用的是自主开发的电控单元，上位机监控软件采用的自主研发的基于VisualC自主开发的标定平台。
实验柴油机所用的燃料为北京市市售满足国4的（硫含量低于50ppm（或称10-6））标准柴油。
表1-14JB1发动机规格参数型号4JB1直列四冲程、水冷缸数4燃烧室型式直喷缩口圆形形压缩比18.2：1排量/L2.771标定功率/kW85标定转速/r/min3600涡流比2.4进气门关闭上止点前125CA排气门开启上止点后126CA发动机台实验台架主要包括测功机、发动机、进气流量测量系统、发动机控制系统、发动机燃烧分析系统以及排放测试系统。
六缸车用柴油发动机停缸方案的试验研究
0引言柴油发动机作为商用车主要匹配的动力系统，在市场上的保有数量非常巨大，随着石油资源的日益紧张以及对环境保护的要求日益严格，车用柴油发动机节能减排技术的开发也越发紧迫。
但是，动力系统的匹配通常都是按照汽车的最大负荷设计的，这导致实际使用时发动机长时间工作在部分负荷工况，发动机的燃烧效率和排气温度都很低，使得整车实际运行时油耗高，后处理效率低，NO x排放水平难以控制。
使用停缸技术后，发动机工作缸的负荷率得到明显提升，燃烧效率和排气温度都得到显著提高，可以有效解决整车长时间运行在发动机部分负荷区域带来的油耗和NO x排放控制问题。
目前，实现发动机机停缸的技术通常有三种：①仅停止部分气缸的供油；该方式技术简单，通过控制策略的修改在电控机型上都可以实现，单由于气门继续正常启闭，存在较高的泵气损失，节油效果并不显著，部分工况下甚至出现油耗升高的现象，因此基本不使用该方案；②部分气缸停止供油，气门正常正常启闭并将工作缸的废气引入以减小泵气损失；该方案由于对发动机的进排气系统改动太大而难以实现，且由于柴油机的工作方式不同，此方案对柴油发动机的泵气损失影响不明显，仅适用于汽油发动机；③断油的同时停止气门的运动，称为闭缸式停缸；空气密封在发动机的气缸中对外部没有工质的交换，最大限度的减小了泵气损失，因此此方案节油效果最佳，且在汽油发动机上已经有量产机型的成熟应用经验，借鉴到柴油机上可节省大量研发时间。
综上，本文对柴油机停缸方案的研究基于上述闭缸模式。
1试验装置及试验方法1.1试验样机及机构本研究工作基于一台直列六缸高压共轨直喷柴油发动机，该机使用的BOSCH高压共轨燃油系统，WG增压器，下置凸轮轴，每缸四气门；控制系统为BOSCH EDC17电控系统，可以方便的实现对每缸喷油器供油的控制。
发动机气门停止机构没有现成可用的电控执行器，为实现气门运动停止的功能，设计了简易的工装用以切断推杆对摇臂的动力传输，试验前需要对停缸目标气缸进行工装的安装。
海拔高度对车用柴油发动机性能的影响
海拔高度对车用柴油发动机性能的影响
李明星;赵令猛;朱敏霖;何冠璋;杨光杰;王晓辉
【期刊名称】《柴油机设计与制造》
【年(卷),期】2024(30)2
【摘要】基于高原模拟试验台架开展不同海拔高度下柴油发动机的性能排放试验。
结果表明:随着海拔高度的增加,进气质量流量减少,空气中氧气含量减少,对高转速和低转速下的最大扭矩输出有较大影响,但在中间转速下其影响较小;随着海拔高度的增加,缸内燃烧效率下降,做功能力下降;随着海拔高度的增加,排气烟度增大,其中在
低转速、大负荷下烟度对海拔高度更为敏感;海拔高度为1900m时NO_(x)排放体积分数与平原基本相当,当海拔高度增加到2400m时,NO_(x)排放体积分数显著高于平原下的情况。
【总页数】7页(P23-28)
【作者】李明星;赵令猛;朱敏霖;何冠璋;杨光杰;王晓辉
【作者单位】广西玉柴机器股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.车用柴油机燃烧室对发动机性能的影响研究
2.车用柴油机增压系统的发展——
改善涡轮增压器与发动机的配合性能及发动机低速性能3.车用柴油发动机油门特
性对整车性能的影响
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柴油机燃烧室不同结构对缸内流场的影响分析
划分 网格 ， 最后 通过 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ中的 Ｃ Ｆ Ｘ模块 对其 不同燃烧 室形状进 行速度场及 压力场分析 ， 所得 结果对 分 析提 高燃 油利 用率和燃烧 效率 ， 为燃烧 室的形状优化提供 了依据 。 关键词 ： 有限元 ； 流体 ； 速度场 ； 压 力场
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｃ ｏ — ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ｉ ｔ ｈ ３ Ｄ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ，ＡＮＳ ＹＳ Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ ａ ｎ ｄ ｌ ｆ ｕ ｉ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ＣＦ Ｘ ａ ｒ ｅ ｍａ ｄ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ａ ｍｂ ｅ ｒ ｏ ｆ ｄ ｉ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ － ｄ ｉ — ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｓ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ，ｔ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｉ ｓ ｄ ｉ ｖ ｉ ｄ ｅ ｄ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ＡＮＳ ＹＳ Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ ．Ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ， ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ａ ｎ ｄ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ａ ｍｂ ｅ ｒ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＣＦ Ｘ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ｏ ｆ ＡＮＳ ＹＳ Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ ．Ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｒ ｅ — ｓ ｕ ｉ ｔ ｓ ｏ ｆ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｆ ｕ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ， ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｓ ｏ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ａ ｍｂ ｅ ｒ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｉｎ ｆ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ；ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ；ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ；ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ
柴油机研究报告
柴油机研究报告柴油机是一种内燃机，利用柴油燃料向气缸内部喷射，通过压缩燃烧产生能量并转动曲轴，从而带动机械装置工作。
本报告将对柴油机的结构、性能、工作原理及发展历史进行介绍。
一、柴油机结构柴油机包括自吸式柴油机和涡轮增压柴油机两种类型。
一般情况下，柴油机分为缸体、曲轴箱、机油滤清器、机油加热器、燃油滤清器、控制系统和排气系统等部分。
缸体是柴油机的主要组成部分，包括气缸、活塞、曲轴和连杆等。
与汽油机不同的是，柴油机没有点火系统，而是通过利用高温、高压的燃气自行燃烧。
机油滤清器和燃油滤清器是保证柴油机正常工作的必要配件，机油滤清器可以过滤机油中的杂质，燃油滤清器可以过滤燃油中的杂质。
机油加热器可以提高燃油的温度，使其更易于燃烧。
控制系统包括喷油器和调速器等部分。
喷油器可以控制燃油喷射的时间和量，调速器则可以调整发动机的转速和输出功率。
排气系统包括进气道、进气歧管、进汽门、废气管、废气歧管和排气管等部分。
排气系统的主要功用是将燃烧产生的废气排出气缸。
二、柴油机的性能柴油机具有多项优异的性能：其一是高效能，柴油机的热效率约为30%~40%，而汽油机的热效率约为20%~30%；其二是动力强劲，柴油机的相同排量下，比汽油机具有更大的输出功率和更大的扭矩；其三是燃油经济，柴油机的耗油率约为汽油机的一半；其四是工作寿命长，柴油机因为燃油直接燃烧，磨损相对较小。
三、柴油机的工作原理柴油机工作过程包括进气、压缩、燃烧和排气四个阶段。
第一阶段：进气阶段。
进气门打开，进入高压油管的燃油被高压油泵压成高压，喷油器受到信号后喷射到进气道中的空气中，形成高速燃气。
第二阶段：压缩阶段。
柴油机最重要的阶段。
柴油机利用曲轴使活塞沿缸体内移动，将燃气压缩到极高的压力和温度。
第三阶段：燃烧阶段。
柴油机在燃烧室中形成可燃混合气体，同时喷油器喷射燃油，与压缩过的空气混合燃烧。
这个过程通常称作燃烧。
第四阶段：排气阶段。
排气门打开，废气从气缸中流出，连接排气管后排出。
燃烧室形状对柴油机压缩冲程影响的数值模拟
ＦｕｄＤ ｎｍｉ ，Ｆ 数值 方法 ， 对 ３种 不 同几何 形状 的直喷 型 柴 油机 燃 烧 室压 缩 冲程 进 行 三 维 ｌｉ ｙａ ｃ Ｃ Ｄ） ｓ 针
流场计算． 计算结果表明缩 口燃烧室具有较 大的挤 流强度和较合理 的涡流分布， 可以产生较 高的 缸 内压 力和 温度 ， 有利 于混合 气体 的形 成 ， 与直 口和 敞 口燃烧 室相 比性能较 好 ．所 采 用 的数 值 计 算
Ｕｍ ｅ Ｃａｌ Ｓ ｍ Ｕｌ ｌ ｒｌ ｌ ａｔ ０ｎ ０ｎ ｎＩ ＵｅｎＣｅ ０Ｉ ０ｍ ＤＵＳ ｌ ｌ ｌ Ｃ ｔ Ｏｎ １ ｃ１ａｍ Ｄｅｒ
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第１ ６卷 第 ３期
２０ ０ ７年 ９月
计 算 机 辅 助 工 程
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Ｖ Ｉ １ ． ｏ ． ６ Ｎｏ ３ Ｓ ｐ ．２ ０ ｅｔ ０ ７
文 章 编 号 ：０ ６０ ７ （ ０７ ０ －０ ９ ５ １０ －８ １ ２ ０ ） ３０ ７ － ０
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引 言
日益 严格 的排放 及燃 油 经济 性 法规 ，推 动着 内 燃 机 向更 清 洁 、高效 的方 向发展 【１Ｊ。我 国排 放 法规 已 经 升 级 到第 六 阶段 ，２０２０年 左 右将 全 面 实 施 国六 排 放 标准 。
燃烧室是柴油机的重要零部件 ，柴油机 内混合 气 形成 和燃 烧都 与燃 烧 室有着 密 切 的关 系 。因此 ，燃 烧室 的几何形状及结构尺寸对燃烧过程的完善度和 发动机的动力性 、经济性 、可靠性 以及排放性能有着 重 要影 响 ［２＿３］。
第 ４７卷 第 ４期
小 型 内 燃 机 与 车 辆 技 术
２０１８年 ８月
ＳＭＡＬＬ ＩＮＴＥＲＮＡＬ ＣＯＭＢＵＳＴＩＯＮ ＥＮＧＩＮＥ ＡＮＤ ＶＥＨＩＣＬＥ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ
Ｖｏ１．４７ Ｎｏ．４ Ａｕｇ．２０１８
车用柴油机燃烧室对发 动机性能 的影 响研 究
徐勋 马勇 程渊 （安徽江淮汽车集团股份有限公 司技术中心 安徽 合肥 ２３０６０１）
本 文 将 通 过 ‘ＣＦＤ分 析 和 台架 试 验 结 果 对 比 的 方式 研究 不 同燃 烧 室结 构 匹配 ２００ ＭＰａ轨 压燃 油 系 统 对发 动机 性 能和 排放 的影 响 。
１ 试验样机
本 文 研究 的发 动 机 为一 台 ２．７Ｌ国 五发 动 机 ，采 用增 压 中冷 技术 。为研 究 当前 这 台发 动机 升 级 到 国
摘 要 ：在 同一 台发动机上对不同燃烧 室形状进行对比研 究，采用数值模拟和 台架试验结果对比的 方式 ，研 究不同燃烧 室结构对柴油机燃油经济性 、排放特性的影响。结果表 明，扁平型燃烧 室结构更 加 适 合 高轨 压 的燃 油 系统 发动 机 ，可 以使 功 率 转 矩提 升 ３％左右 ，由 于燃 烧效 率 更 高 ，最低 点 平 均 比 油耗 降低 了 ５％，同时使 烟度排 放 降低 了 ５０％。 关 键词 ：柴油 机 燃烧 室 油耗 排 放 中图分 类 号 ：ＴＫ４２３．２ 文献 标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ：２０９５—８２３４（２０１８）０４—００１１—０４
ｌ６．５：ｌ ｌ一３—４—２ ４气 门
∞ 型
Ｐ Ｔ
图 １ 油束和燃烧室 的匹配
图 ２为新 设计 的２个 燃烧 室 方 案 。在 图 ２中方
当前 柴油机 的燃 烧 室结 构普 遍采 用 ∞ 型 ，这 种 燃 烧 室结 构便 于 在活 塞 压缩 过程 中配合 气 道形 成 一 定 涡 流强 度缸 内扰 动 ，这 部 分 涡流 气体 能 促进 柴 油 机 油气 的混 合 。
Ａ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｉｎｆ ｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｍ ｂｕｓｔｉｏｎ Ｃｈａｍ ｂｅｒ ｏｎ Ｅｎｇｉｎｅ Ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ
Ｘｕ Ｘｕｎ，Ｍ ａ Ｙｏｎｇ，Ｃｈｅｎｇ Ｙｕａｎ
Ａｎｈｕｉ Ｊｉａｎｇｈｕａｉ Ｇｒｏｕｐ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｃｏ，．Ｌｔｄ．（Ｈｅｆｅｉ，Ａｎｈｕｉ，２３０６０１，Ｃｈｉｎａ）
随着 国六 法 规 的推 进 ，发 动机 的缸 内燃 烧效 率
需 进一 步提高 ，同排 量 的发动机 需要有 更 优秀 的动力 性和经济性 ，更低的排放 。而燃烧室的结构直接影 响 着缸 内的燃 烧 ，当前 国六 发 动 机普 遍 采 用 ２００ ＭＰａ 甚 至更 高 的共轨 压 力 ，随着 共轨 压力 的提 高 ，燃烧 室 结构 需要 进一 步调 整 ，以适应 油束 和 空气 的混 合 。
作者简介 ：徐勋（１９８４一），男 ，工程师 ，主要研究方 向为发动机项 目管理 。
ｌ２
小 型 内 燃 机 与 车 辆 技 术
第 ４７卷
六 的潜 力 ，将 轨 压提 升 到 ２００ ＭＰａ，同时 设 计 两种 不 同形状 的燃烧 室 结构 ，研 究 对 发动 机性 能 和 排放 的 影 响 。
发动 机 的技 术 参数 如表 １所示 。
室结 构 ，油 束落 点 高度影 响着 发 动机 的性能 和排 放 。
表 １ 发动机技术参数
型 号 排 量 ，Ｌ
型 式 缸 径 ／ｍｍ 冲程 ／ｍｍ 压 缩 比 点火顺序 气 门 结 构 燃烧 室结 构
ＨＦＣ一４Ｄ２７ ２．７
直 列 ４缸 、四 冲程 ９３．５ ｌ００