国家自然科学基金(51176056)
- 作品数：16 被引量：62H指数：6
- 相关作者：成晓北颜方沁董世军陈亮刘贝更多>>
- 相关机构：华中科技大学东风商用车公司武汉理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国际科技合作与交流专项项目更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理交通运输工程机械工程更多>>
- 基于流固耦合计算的柴油机缸盖热-机械疲劳分析研究被引量：5
- 2015年
- 以一台重载车用柴油机为研究对象进行了缸内燃烧和冷却水套的三维CFD计算、缸盖温度场流固耦合计算、缸体-缸盖耦合热-机械应力分析、缸盖低周和高周疲劳预测分析,提出了完整的多场耦合进行缸盖结构强度和疲劳寿命计算分析的方法。计算结果表明:缸盖温度场的计算值与缸盖底板温度场的测量值一致,缸盖计算预测的疲劳危险区与实际缸盖裂纹产生的位置一致。针对原机存在的排气道裂纹问题,提出了两种优化方案。研究结果表明:增加壁厚之后,裂纹处的应力从245MPa降至230MPa,而将缸盖材料从灰铁更换为蠕铁后,应力也得到明显下降。
- 杨明成晓北汪鑫张宏飞
- 关键词：内燃机缸盖传热流固耦合
- 预喷对重载柴油机燃烧与排放影响的试验被引量：6
- 2015年
- 基于内窥镜测量技术,在一台6缸高压共轨重载柴油机上研究了预喷正时、预喷油量与EGR率等对燃烧放热、排放物生成的影响作用.对柴油机缸内燃烧过程中的火焰图像进行了采集,并且通过双色法计算得到了碳烟颗粒场分布图像.结果表明:随预喷正时延迟,缸内峰值压力升高,预喷燃烧的两阶段放热现象消失,预喷燃烧的火焰亮度加强,NOx和碳烟排放均降低;随预喷油量增加,预喷燃烧的放热率和火焰亮度升高,NOx和HC排放增大,而碳烟和CO排放降低;随EGR率提高,预混燃烧强度变弱并且开始呈现两阶段放热现象,主燃烧始点滞后,NOx排放显著降低,但碳烟、HC和CO排放升高.采用内窥镜测量可以更方便准确地了解发动机实际运行工况下缸内燃烧特性.
- 刘贝成晓北董世军殷勇刘寰余宏峰
- 关键词：直喷柴油机内窥镜
- 预喷对柴油燃烧碳烟生成特性的影响被引量：2
- 2013年
- 针对一台直喷式涡轮增压重型柴油机,建立了基于内窥镜技术的缸内燃烧过程光学测量系统,研究了采用不同的燃油预喷策略对柴油机缸内燃烧和排放物生成的影响作用,通过不同的预喷燃油量和预喷正时,实现柴油机的预混合低温燃烧.基于内窥镜技术的双色法对柴油机缸内温度场分布、碳烟生成和氧化分布进行测量和分析.结果表明:随着预喷燃油量的增加和预喷正时的提前,碳烟颗粒排放量逐渐下降,NOx排放量逐渐增加,而CO和未燃碳氢的排放量先增加后下降;在燃烧过程中碳烟高浓度区主要出现在喷束下游的中心区域,并向燃烧室边缘发展;不同的预喷正时主要影响主喷燃烧峰值或燃烧剧烈程度,但对其燃烧相位影响较小.
- 陈亮成晓北单鲁维颜方沁
- 关键词：直喷式柴油机缸内燃烧双色法
- 汽油和乙醇预混对柴油机燃烧与排放影响的试验被引量：6
- 2015年
- 基于一台单缸柴油机,分别采用进气道喷射汽油和乙醇的预混方式,通过调节不同负荷下喷射汽油/柴油和乙醇/柴油燃料比例,以研究其对发动机燃烧与排放的影响.结果表明,低负荷下采用汽油或者乙醇预混,缸内最高燃烧压力降低,实现较为缓和的燃烧放热,均可以同时降低碳烟(Soot)和NOx,但HC和CO排放增加.较高负荷下随着预混比例增大,放热更加剧烈,缸内最大爆压升高.滞燃期随燃油预混比例增大而增大,但增大幅度随负荷增大而逐渐减小.与汽油预混方式相比,采用乙醇预混的方式滞燃期增大更加明显,且燃烧温度较低,在较高负荷下仍能实现较为缓和的燃烧放热,表明采用乙醇预混的方式有利于向高负荷拓展.
- 董世军栾兴存欧彪成晓北
- 关键词：双燃料燃烧
- 丁醇柴油喷雾火焰碳烟颗粒采样与形貌分析被引量：9
- 2015年
- 在定容燃烧弹内,实现纯柴油与体积比为30%,的丁醇柴油燃料的喷雾燃烧,研究了燃烧火焰的基本特征,设计了定容弹内喷雾燃烧火焰中碳烟颗粒物直接采样台架,利用高分辨透射电镜(HRTEM)对这两种燃料燃烧生成的碳烟颗粒样本进行观测、统计和分析,研究掺混丁醇对喷雾火焰和碳烟生成的影响.研究结果表明:掺混丁醇延长了喷雾火焰的滞燃期,缩短了燃烧持续期,丁醇柴油混合燃料(B30)的碳烟数密度和质量明显小于纯柴油(B00),在柴油中掺混丁醇,能够抑制碳烟生成,降低碳烟排放,同时降低了碳烟的基本颗粒粒径和平均直径,使排放碳烟颗粒物更加细微化;B00与B30的碳烟基本颗粒内部结构以无序的不定形碳为主,表面晶化不明显.
- 颜方沁成晓北黄荣华邱亮黄胜
- 关键词：透射电镜碳烟微观形貌
- 基于AMESim/Simulink的SCR系统控制策略研究被引量：2
- 2016年
- 针对重型柴油机尿素选择性催化还原(SCR)系统,在AMESim软件中搭建了SCR催化器模型,分别在欧洲稳态测试循环(ESC)和欧洲瞬态测试循环(ETC)下进行了验证。结果表明证明除个别工况外,模型误差均在10%以内,符合控制精度要求。在Simulink里建立了闭环控制模型,通过建立的AMESim和Simulink联合仿真平台,在ESC和ETC测试循环下验证了控制模型的控制效果。计算和试验结果表明,此闭环控制策略能够使NO_x消除率达75%且NH_3的平均泄漏体积分数小于10×10^(-6)。
- 李顶根丁伟成晓北
- 关键词：内燃机选择性催化还原重型柴油机AMESIM闭环控制
- 掺氢对乙炔预混火焰碳烟生成的影响被引量：2
- 2016年
- 本文基于层流预混火焰燃烧器台架,研究不同掺氢比及不同当量比对乙炔预混火焰中碳烟生成的影响。结果表明,掺氢之后,火焰温度略有降低,且掺氢比越大,温度降低越明显;然而随着当量比降低,火焰温度逐渐升高。掺氢及降低当量比对碳烟生成有明显的抑制作用,掺氢比越高及当量比越小,碳烟体积分数降低越明显;通过对比相同乙炔流量掺氢与不掺氢两种工况下的碳烟体积分数发现,掺氢情况下的碳烟体积分数较小;因此,对于乙炔掺氢预混火焰,其碳烟生成的减少是乙炔含量的减少及氢气的稀释和化学影响的共同作用。
- 魏文明成晓北吴栩淳吴辉邱亮邱浩然
- 关键词：乙炔层流预混火焰掺氢火焰温度
- 从火焰图像求取温度场的双色法测量系统被引量：2
- 2014年
- 燃烧火焰的温度测量对于发动机燃烧状态的诊断十分重要,可用于发动机的改进。本文用数字图像处理技术、光学和辐射学知识,建立了双色法测量温度的计算模型。用一个彩色电荷耦合器件(CCD)摄像机,获取燃烧火焰光学影像,从火焰图像中得到温度场。用Matlab软件,编制了该模型的标定和计算的程序。该系统能对标定图像,进行批量处理。用双色法标定参数曲线,得出温度场,并输出灰度图和伪彩色图,可给出一些温度场的统计值。结果表明:本系统所得结果与实际测量结果基本一致。
- 成晓北郗涛曾志斌
- 关键词：双色法火焰图像数字图像处理碳烟
- 低温预混合燃烧模式的燃烧与排放特性试验研究被引量：1
- 2016年
- 在一台电控高压共轨涡轮增压柴油机上研究了低温预混合燃烧模式对柴油机燃烧及排放的影响。采用早喷或晚喷预混方式,结合高废气再循环(EGR)率实现低温预混合燃烧,并研究了喷油正时、EGR、喷油压力和负荷率变化对预混燃烧模式的放热规律、排放特性和经济性的影响。研究结果表明:长的燃空预混合期是实现缸内预混燃烧的一个关键因素,中低负荷时,无论是早喷或晚喷预混模式,均具有长预混合期,短的扩散燃烧过程,兼具预混燃烧和低温燃烧的特征,高负荷下扩散燃烧比例增大;晚喷预混燃烧模式下,碳烟和氮氧化物(NO_x)排放同时获得降低,但低温燃烧和稀薄的混合气易导致燃烧不完全,喷油推迟较晚时引起HC和CO排放显著增加,并导致燃油消耗率增大;增加喷油压力可以同时改善碳烟、CO和HC排放,但是NOx排放增加,单纯提高喷射压力并不能获得性能的全面提高。
- 包祖峰成晓北邱亮向立明
- 关键词：柴油机燃烧特性
- 多次喷射对柴油机燃烧与排放影响的试验研究被引量：10
- 2015年
- 基于1台高压共轨涡轮增压柴油机,采用不同的预喷正时、预喷油量与后喷正时等,研究了多次喷射对燃烧放热、排放生成与燃油经济性的影响,以实现均质压燃和低温燃烧过程。研究结果表明:随预喷正时提前,缸内峰值压力降低,主燃阶段的滞燃期缩短,NOx和炭烟排放均降低;随预喷油量增加,预喷阶段燃烧的放热率和最大压力升高率增大,NOx和HC排放增大,而PM和CO排放降低;随后喷始点推迟,缸内压力与主放热率峰值差异变小,NOx排放降低,但炭烟排放先增大后逐渐降低。
- 栾兴存成晓北殷勇刘贝董世军刘寰汪鑫
- 关键词：直喷式柴油机放热率
