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期刊信息/Journal information
内燃机学报
内燃机学报

苏万华

双月刊

1000-0909

editor@transcsice.org.cn

022-27406812

300072

天津市卫津路92号

内燃机学报/Journal Transactions of CsiceCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊主要刊载内燃机方面有较高水平的研究论文和阶段性研究报告，或重要学术问题的评述性文章，也包括产品结构性能改进、设计计算新方法、测试新技术与设备、新工艺与新材料等方面有较高参考价值和实用价值的文章。
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    喷油压力对柴油喷雾两阶段着火的影响

    黎一锴娄悦杨子明王东方...
    193-202页
    查看更多>>摘要：基于流动式定容燃烧试验装置以及 CONVERGE 三维仿真模型,研究了冷起动工况对应缸内上止点环境下喷射压力对柴油自由射流的喷雾宏观特性及两阶段着火转化过程的影响.结果表明:在冷起动工况条件下,低喷射压力(20 MPa)条件下的液相贯穿距略大;随着喷射压力的增加,气相喷雾贯穿距增大,气/液相喷雾锥角增大,表明在喷雾体头部区域形成较大的混合气区域;不同喷射压力条件下,喷雾内的局部温度及局部当量比分布规律相似;但随着喷射压力的增大,高温低当量比区域面积增大,促进了低温反应的进行.另一方面,较高的喷射压力使得喷雾流速增大,抑制了喷雾低温核心区域 CH2O 和热量的累积,进而恶化了低温反应阶段向高温反应阶段的过渡,使高温着火准备过程延长.最终导致高温着火滞燃期随喷射压力升高呈现先减小后增大的变化趋势.

    柴油喷雾低温环境喷射压力滞燃期

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    米勒循环对重型柴油机燃烧和排放的影响

    范岚岚王斌杜桂枝李浩...
    203-208页
    查看更多>>摘要：基于某重型高压共轨柴油机开展了米勒循环在外特性工况点、排放控制工况点和最低燃油消耗率工况点对发动机性能、燃烧和排放的影响研究.米勒循环依靠进气门晚关来实现,其中进气门关闭时刻分别推迟了 30°、50°和 70° CA.结果表明:重型柴油机应用米勒循环能够在实现较低缸内压力峰值下,较低燃油消耗率的目标,相同缸内压力峰值下燃油消耗率能够降低约 1 g/(kW·h);大的进气门晚关角度能够实现在相同燃油消耗率下,排气温度提升 20℃以上,可作为发动机排气热管理的储备技术.大的进气门晚关角度在外特性高转速段会造成功率损失,因而必须与高效增压器配合使用才能保证全局功率不损失,同时降低燃油消耗率,提升排气温度.

    重型柴油机米勒循环排气温度

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    当量比分层压燃的火焰发展特性与控制机制

    王洋王安伟杨灿朱宏武...
    209-215页
    查看更多>>摘要：针对柴油机当量比分层充量压缩着火的可控性问题,基于 OpenFOAM 平台构建了一维分层充量自燃及火焰发展的理论模型,在压力为 6 MPa、温度为 850 K 工况条件下,研究了当量比分层压缩燃烧过程的基本特征和控制机制,以及当量比分层策略对燃烧过程的调控作用.结果表明:当量比分层压燃早期的组分扩散对化学反应影响较大,中期主要受化学反应和压力波耦合后的共同控制,而后期化学反应和压力波解耦,主要受化学反应控制,压力波影响较小;小负荷工况(整体当量比为 0.3)下通过组织合理的充量分层可以使 50%放热对应的时间从1.312 ms 缩短到 0.685 ms,燃烧速度提高近 1 倍,而大负荷工况(整体当量比为 0.7)下可以通过部分分层策略将50%放热对应的时间从0.357 ms延长到0.477 ms.

    可控低温燃烧当量比分层压燃

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    燃烧系统对汽油早喷压燃燃烧特性影响的模拟

    李金成段加全宫艳峰钱丁超...
    216-225页
    查看更多>>摘要：以 ZR180 单缸柴油机为原型,利用三维流体动力学软件 CONVERGE 建立仿真模型,研究不同燃烧室形状、进气道形状和喷油器位置对汽油早喷压燃发动机工作状态和燃烧特性的影响.计算结果表明:进气流动对汽油早喷压燃工作状态有明显影响,采用切向进气道的发动机处于过渡态,动力性能降低,指示平均有效压力(IMEP)比螺旋进气道方案降低了 13%;采用浅盆型燃烧室,放热率峰值和最大压力升高率峰值分别比 ω 型燃烧室提高了 85%和 120%,ω型燃烧室挤压区域的低温环境可能是导致该现象的原因之一.使用高面容比的ω型燃烧室,可提高缸内温度分层以拓展负荷,但IMEP降低;汽油早喷压燃燃烧特性对喷油器位置不敏感.

    燃烧室形状进气道形状喷油器位置汽油早喷压燃

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    氨气掺混甲醇的层流燃烧速度模拟研究

    徐昊王静戴礼明何志霞...
    226-235页
    查看更多>>摘要：通过数值模拟的手段研究了氨气/甲醇混合气的燃烧特征,甲醇对氨气的层流燃烧速度有着显著的促进作用.选取了文献中报道的 6 种机理,验证了其准确性,以此为基础开发一个简化且可靠的针对氨气/甲醇混合气燃烧的化学反应机理,该机理能够准确地预测常温条件下氨/甲醇混合气的层流燃烧速度.基于新机理对氨/甲醇混合物燃烧的反应路径分析表明,甲醇不直接参与氨氧化,而是甲醇氧化产生的甲基自由基促进了氨的脱氢.NOx排放分析表明,添加 60%甲醇时混合气的NOx排放最高.研究通过产率分析确定了控制NOx的产生和消耗的最重要的反应.

    氨气与甲醇混合气层流燃烧速度数值计算化学反应动力学分析

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    二甲醚对氨着火特性的影响与动力学分析

    金亦凡马志豪王鑫李新...
    236-244页
    查看更多>>摘要：基于激波管测试平台测量了二甲醚对氨气着火延迟期的影响.试验压力为 0.14/1.00 MPa,温度为 1150～1950 K,当量比为 0.5/1.0/2.0,氨/二甲醚掺混比为 100/0、95/5、90/10 和 70/30.试验结果表明:添加二甲醚可以有效缩短氨气的着火延迟期,增加氨气的反应活性.低温、低压条件下,二甲醚对氨气的着火促进作用更强,添加二甲醚导致当量比对氨气着火延迟期的影响减弱.建立了氨气-二甲醚机理以揭示二甲醚对氨气着火的促进作用,并将笔者的着火延迟期数据与部分文献机理进行了验证和对比,本机理能够可靠预测试验结果.通过敏感性分析、反应路径分析及产率分析,解释氨气和二甲醚的相互作用机理.分析表明,二甲醚的促进作用主要是通过加速早期自由基池发展以增加系统反应活性.着火初期二甲醚通过反应 HO2+CH3=OH+CH3O 产生大量的 OH自由基,对氨气消耗并提前启动链反应至关重要.

    氨二甲醚激波管着火延迟期化学反应动力学

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    铁基分子筛SCR反应组分沿催化剂轴向分布的数值模拟

    吕志华苏庆运佟德辉张学敏...
    245-252页
    查看更多>>摘要：建立铁基分子筛催化剂NH3-SCR催化反应动力学模型,用来预测催化剂的NOx还原性能和研究SCR反应组分的轴向分布,该模型包括NH3 吸附与脱附、NH3 氧化、NO氧化、NOx还原及N2O生成反应.结果表明:模型能较好地预测 SCR 反应中各组分浓度在催化剂轴向空间的变化规律;Fe 基分子筛催化剂对物质的量n(NO2)/n(NOx)较为敏感,最佳n(NO2)/n(NOx)为 0.5;受NH3抑制效应影响,当温度低于 300℃时SCR反应活性较低,但是当温度高于 400℃时SCR反应活性较好.此外,发现Fe基分子筛催化剂SCR反应主要集中在催化剂的入口段和中间段,300℃、空速为 60000 h-1时在催化剂的前半段内可实现高达 90%的NOx转化率,催化剂出口段的利用率较低.最后,对模型的瞬态性能进行了考察,发现随着温度升高 Fe 基分子筛催化剂的瞬态响应可以得到改善.

    柴油机分子筛催化剂选择性催化还原轴向分布数值模拟

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    船用低速机烟气余热回收SCRBC参数多算法优化

    谢良涛杨建国杨欣孙思聪...
    253-260页
    查看更多>>摘要：针对船用低速机烟气余热回收(WHR)的超临界二氧化碳(S-CO2)再压缩布雷顿循环(SCRBC)参数优化,利用低速机台架的试验数据,建立了再压缩布雷顿循环一维仿真模型,基于神经网络模型拟合得到循环参数增压比、分流比与循环效率和净回收功的关系,通过多目标遗传算法优化(MOGA)和多准则决策方法(TOPSIS)确定低速机不同负荷下的最佳循环参数组合,提高了循环效率和净回收功.结果表明:在低速机 100%负荷、分流比为0.117 及增压比为 1.804 时,净回收功达到 178.14 kW,布雷顿循环效率达到 19.22%,此时,系统总效率提升了1.68%,燃油消耗率降低了 6.43 g/(kW·h).通过对系统进行火用分析,冷却器火用损失最大为 85 kW,火用损失效率为11.44%;换热器的火用损失为 32 kW,火用损失效率为 3.44%.完成了船舶低速机烟气余热S-CO2再压缩布雷顿循环性能优化方法的研究,并可推广到其他低速机.

    船用低速机再压缩布雷顿循环循环参数神经网络模型

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    双升程电控喷油器多次喷射油量波动特性研究

    许菁兰奇范立云魏云鹏...
    261-270页
    查看更多>>摘要：为实现船用柴油机高压共轨系统喷射的柔性和稳定控制,提出一种双升程电控喷油器,基于搭建的喷油器AMESim 仿真模型,探究了喷油器不同多次喷射模式下的油量波动特性.结果表明:大升程预喷模式下的主喷量标准差随预喷量的增加先上升后下降,而小升程预喷模式下的主喷量标准差随预喷量呈幅值逐渐降低的波动变化趋势.总体上,在预喷量为 161～660 mm3 范围,小升程预喷模式在降低主喷量波动程度方面比大升程预喷模式更占优势.预喷射采用小升程喷射模式且预喷量一定时,升程切换延迟为 0.2 ms 的靴形主喷模式在降低主喷量波动程度方面略优于相同主喷脉宽或相同单次喷射油量的大升程主喷模式.大升程和小升程后喷模式下的后喷量标准差随主喷脉宽和目标后喷量均呈波动变化趋势,且小升程后喷模式下的后喷量标准差波动程度更小.与大升程后喷模式相比,小升程后喷模式在降低后喷量波动程度方面更占优势.

    船用柴油机高压共轨系统双升程电控喷油器多次喷射喷油量波动

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    径流/混流涡轮性能及流动损失机理对比

    倪庆明薛颖娴杨名洋丁占铭...
    271-278页
    查看更多>>摘要：针对径流涡轮高效运行域相对狭窄,无法适应发动机变海拔运行时对涡轮宽域高效运行范围的需求问题,结合试验和仿真方法对比分析了相同流通能力的径流涡轮与混流涡轮的性能特征与流动损失机理,结果表明:混流涡轮效率较径流叶轮全工况下平均提高 4.5%,且混流涡轮性能随着负荷变化的趋势更为平缓,全工况下效率变化范围较径流叶轮下降 30%～50%.损失分布研究表明,混流涡轮在叶尖附近区域损失较径流叶轮下降约60%.流动机理分析表明,不同负荷下混流叶轮的气流角分布更为均匀,尤其是低负荷时叶尖附近的气流角较径流叶轮明显降低,叶尖泄漏涡的尺寸和造成的损失大幅下降,因而混流涡轮的低负荷涡轮性能明显改善,变工况适应性有效提高.

    径流涡轮混流涡轮损失分析性能流动机理

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