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进气加湿耦合涡流比对船用柴油机燃烧和排放的影响被引量：3: 2020年; 针对某一款四冲程船用柴油机,利用商业模拟软件AVL-Fire建立柴油机三维数值模型,研究进气加湿耦合涡流比对燃烧的影响以及改善NOx和碳烟折中关系的潜力,给出优化方案,得到满足TierⅢ排放法规的技术路线并保证指示燃油消耗率增长在2%以下.结果表明,加湿率增大,缸内温度和压力的峰值均降低,且最大降幅都约为2%;滞燃期延长,燃烧重心后移,对燃烧热效率不利.缸内温度和进气氧浓度的下降有效降低了NOx排放,最大降低幅度约为56.7%.一定的涡流比可以促进油气混合,而太大的涡流比会降低油束贯穿距,使喷雾前端偏转角度增大,影响油气混合.涡流比的增大对NOx和碳烟的排放形成先增后降的影响,在涡流比为0.5时碳烟排放最低.此外,对各种进气加湿率和初始涡流比获得的结果进行优化,其中有9种算例同时降低了NOx和碳烟排放,并且在初始涡流比为0.50时,加湿率100%和80%的两种方案满足TierⅢ的排放标准.; 蔡玉洁赵昌普王科; 关键词：涡流比船用柴油机数值模拟燃烧

非道路用柴油机降低NO_x排放的试验及数值模拟研究被引量：2: 2012年; 采用并联式布置文丘里管实现非道路用柴油机废气再循环(EGR),从而降低NOx的排放,并利用GT-POWER软件建立相应的数学模型,模拟喷油提前角和文丘里管系统的旁通阀开闭情况对柴油机放热率和NOx排放的影响。试验和模拟结果表明,在非道路用柴油机上以并联式布置文丘里管后,其排放值能满足欧ⅢA标准;在大负荷开启文丘里管系统的旁通阀时,进气量有所增加,缸压增加,而NOx排放变化不大;在中小负荷开启文丘里管系统的旁通阀时,缸压增加但NOx排放也增加,此时适当推迟喷油能得到缸压和NOx排放的双重改善。; 赵昌普汪晓伟刘国强商潭苏朱敬安董伟焦天民; 关键词：柴油机文丘里管 GT-POWER

燃烧室形状、废气再循环和喷油策略对柴油机性能及排放的影响被引量：2: 2013年; 尽管有关柴油机新型燃烧方式,比如HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition,HCCI),PCCI(Premixed Charge Compression Ignition,PCCI),LTC(Low Temperature Combustion,LTC)等研究已经取得很大进步,但是新型燃烧方式大量应用于工程实践还存在较多的技术难题。当前以及未来一段时间内,传统燃烧方式还将会是柴油机的主要燃烧方式。随着排放法规的日益严格,在改善燃油经济性的同时需要大幅度降低污染物排放,所以对影响油耗和污染物排放的参数进行优化和匹配是满足未来排放法规的关键。本文叙述了燃烧室形状、废气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)以及喷油策略对柴油机性能及排放的影响,重点总结了近年来提高柴油机性能和排放的新思路,可以为柴油机的优化设计和燃烧控制提供一定的理论参考依据。; 朱云尧赵昌普; 关键词：柴油机燃烧方式燃烧室形状废气再循环喷油策略

天然气发动机可变气门定时的仿真研究被引量：8: 2009年; 利用GT-Power软件建立了天然气发动机仿真模型,并对其进排气门的配气相位进行优化,研究并预测了配气相位优化前后发动机充量系数及功率的变化规律。对该天然气发动机的计算结果表明,采用可变气门定时(VVT)技术后,发动机的功率有明显提高,尤其是在中低转速时,功率提高达到10%以上,大大改善了发动机的动力性能。; 赵昌普李艳丽孙强王天友; 关键词：内燃机天然气发动机可变气门定时充量系数输出功率

增压中冷柴油机EGR系统文丘里管的设计与试验被引量：9: 2013年; 针对柴油机在低速、大负荷工况下引入EGR(exhaust gas recirculation)气体困难的实际情况,该文采用在中冷器后安装一个文丘里管的方法提高对EGR的引射能力。通过计算初步确定了文丘里管的喉口直径,并设计了3种不同结构尺寸的文丘里管,进行了相关试验。试验结果表明,随着发动机转速的提高,气体流量增加,文丘里管的降压作用增强;EGR阀前与文丘里管喉口的压差随着发动机转速先减小后增加,在1100到1600r/min转速范围内,该压差为负值,不利于引入EGR气体;在2200r/min时,随着发动机负荷的增加,EGR阀前压力始终大于文丘里管前压力,即使没有文丘里管,发动机也可以顺利引入EGR,但二者压差随着负荷的增加而减小,导致高负荷时EGR率降低;文丘里管的降压作用随发动机负荷的增加而增加,EGR引射能力随负荷的变化不明显;在试验负荷范围内,文丘里管前后的压力损失始终大于5kPa;在2200r/min时,3种喉口直径的文丘里管的EGR引射能力随着负荷的增加均有增强的趋势,但直径较小的文丘里管EGR阀前与喉口压差较大,容易实现较高的EGR率;但在1600r/min时,3种文丘里管的EGR引射能力均随着负荷的增加而减小;当扭矩超过470N·m时,随着文丘里管喉口直径的增加,EGR阀前与文丘里管喉口压差逐渐降低,引入EGR气体的难度逐渐增加。研究结果可为增压中冷柴油机废气再循环系统文丘里管的设计和应用提供参考。; 赵昌普朱云尧李艳丽刘国强商潭苏朱敬安董伟焦天民; 关键词：柴油机再循环文丘里管

柴油机喷雾环境条件和喷油参数对火焰浮起长度及其空气卷吸率影响的研究被引量：1: 2012年; 为了揭示柴油机参数对火焰浮起长度及其空气卷吸率的影响规律,采用修正的KIVA-3V软件建立了定容燃烧弹的三维数值分析模型,以2 100 K等温线作为火焰浮起长度的评价标准并进行了相关计算。研究表明,降低喷雾初始环境温度和增大喷油压力均可增大火焰浮起长度和空气卷吸率,有利于降低柴油机炭烟排放。喷雾环境密度的增加虽然减小了火焰浮起长度,但在环境温度较低的情况下,环境密度的增加会导致空气卷吸率的大幅增加。减小喷孔直径,火焰浮起长度降低,空气卷吸率却增加。燃油温度的升高会造成火焰浮起长度的轻微降低,对空气卷吸率的影响较小。; 赵昌普汪晓伟陈乃转朱云尧李小毡; 关键词：喷油参数数值模拟

正庚烷预混火焰中PAHs的生成机理被引量：10: 2008年; 应用CHEMKIN软件对正庚烷预混火焰中碳黑的先驱物PAHs的生成机理进行研究,得到了包含49种组分、94个基元反应的简化模型.该机理包含正庚烷的燃烧和PAHs的生成两部分,正庚烷的燃烧模型构建在Patel等人模型的基础上,增加了3个低温区关键反应;PAHs生成机理主要根据脱氢加乙炔(HACA)反应机理添加.新模型能够模拟正庚烷预混燃烧的冷焰和热焰反应以及预测PAHs的生成过程,与详细模型计算结果吻合较好.为CFD多维模型与化学反应动力学模型相耦合的燃烧计算提供了可行的途径.; 赵昌普陈生齐宋崇林李艳丽孙强; 关键词：PAHS 正庚烷简化模型预混火焰

缸内直喷汽油机高压旋流喷油器流动特性模拟研究: 2013年; 为了揭示直喷式汽油机高压旋流喷油器内燃油的流动特性及其影响因素,利用STAR-CD软件建立了压力旋流喷油器计算模型,并对喷油器内燃油的速度和压力变化历程以及旋流孔倾角和喷油压力对喷油器内流动特性的影响规律进行了研究。计算结果表明,在旋流喷油器内燃油的轴向速度不断增大,且在喷孔出口处达到最大值;而其切向速度则在喷孔入口处达到最大值,然后在喷孔内逐渐减小。随着旋流孔倾角的增大,燃油的喷射速度和湍动能减小,但初始涡流角增大。随着喷油压力的增大,燃油的喷射速度和湍动能均随之增大,而初始涡流角基本不变。; 赵昌普钟博张军董大陆; 关键词：流动特性数值模拟

燃烧室形状对增压中冷柴油机燃烧和排放影响的数值模拟被引量：19: 2013年; 在保持压缩比不变的条件下,基于原机燃烧室,新设计了5种不同形状的燃烧室,应用CFD数值模拟软件STAR-CD模拟研究了6种不同形状的燃烧室对柴油机燃烧过程的影响.结果表明,喷雾和深坑缩口型燃烧室壁面碰撞后能产生较强的湍流运动,提高混合气的形成速率.当燃烧室喉口直径相同时,增加燃烧室凹坑深度有利于实现快速燃烧.随着燃烧室凹坑加深,最高爆发压力升高,燃烧持续期缩短;深坑缩口型燃烧室燃烧速度快,Soot排放低,但NOx排放高,而浅盘缩口型燃烧室则相反.; 赵昌普朱云尧杨俊伟李小毡; 关键词：柴油机数值模拟燃烧室形状燃烧速度

孔道结构对柴油机DPF压降及再生特性的影响被引量：14: 2017年; 针对微粒捕集器(DPF)内部碳烟及灰分颗粒特征,运用AVL-Fire软件建立了六边形孔道结构柴油机微粒捕集器模型。针对不同排气流量、进口温度、孔密度、碳烟和灰分沉积量,对六边形孔道及四边形孔道DPF压降特性和碳烟再生特性进行分析,并研究灰分分布形式对不同孔道形状DPF的影响。结果表明:排气质量流量越大,进口温度越高,不同孔道结构的压降敏感性增大;与传统四边形孔道DPF相比,当碳烟沉积量较低时,六边形孔道DPF压降损失较高;随着碳烟沉积量的增加,六边形孔道DPF压降损失较低,且碳烟承载量较大;灰分在DPF孔道表面层状分布可以有效阻止碳烟深床捕集模式,降低压降损失;六边形孔道DPF能够有效提高碳烟及灰分容量,且碳烟捕集及再生效率较高,再生速率较快,热应力较小,可以降低DPF主动再生频率,延长使用寿命。; 朱亚永赵昌普孙雅坤王耀辉; 关键词：柴油机微粒捕集器孔道结构压降特性

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国家自然科学基金(50676067)

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