国家自然科学基金(50606019)
- 作品数：10 被引量：29H指数：3
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- 火花点火激发均质压燃(SICI)组合燃烧的试验研究被引量：9
- 2009年
- 均质混合气压燃(HCCI)燃烧高负荷拓展是内燃机燃烧领域的一个难题。在缸内直喷汽油机(GDI)上采用EGR,火花点火和可变配气技术来控制缸内混合气形成和燃烧,实现了3种燃烧方式:HCCI、火花点火激发均质压燃(SICI)组合燃烧方式、火花点火(SI)燃烧方式,研究了不同EGR率和点火提前角对SICI燃烧排放特性的影响。结果表明,汽油SICI组合燃烧方式呈现明显的两阶段燃烧特性,调整点燃放热比例可以实现HCCI燃烧向高负荷拓展(最大平均有效压力为0.82 MPa),同时能获得较低的NOx排放和高的热效率。
- 王志徐帆阳冬波王建昕
- 关键词：HCCI火花点火
- 理论空燃比SICI组合燃烧排放特性研究被引量：2
- 2010年
- 均质混合气压燃(HCCI)燃烧受爆震和NO_x排放的限制,高负荷拓展是一个难题。本文提出利用理论空燃比SICI组合燃烧作为汽油机中高负荷运行区域的高效低污染燃烧模式。在试验台架上研究了理论空燃比SICI组合燃烧的排放特性及其对三效催化剂(TWC)转换性能的影响。研究发现,通过外部EGR与点火控制相结合,理论空燃比SICI组合燃烧可以在指示平均有效压力(IMEP)0.65～0.82MPa范围内稳定实现;与传统SI燃烧相比,理论空燃比SICI组合燃烧燃油经济性提高近10%,NO_x排放降低80%以上,但HC排放有所增加;SICI组合燃烧与传统SI燃烧类似,TWC空燃比特性的高效区间在理论空燃比附近,但对HC排放的催化能力提出了更高的要求。
- 阳冬波王志徐帆王建昕
- 关键词：HCCI排放特性三效催化器
- EGR策略对理论空燃比SICI组合燃烧影响的试验研究被引量：2
- 2010年
- 均质混合气压燃(HCCI)高负荷拓展是内燃机燃烧领域的一个难题,火花点火激发均质压燃(SICI)组合燃烧可以作为汽油机中高负荷区域的高效燃烧模式,实现HCCI与火花点火(SI)燃烧的衔接。在试验台架上通过改变配气相位及外部EGR循环实现了内外EGR组合策略下的SICI组合燃烧,研究了EGR策略对SI-CI组合燃烧的影响。结果表明,内部EGR有利于压燃的发生,随着内部EGR的增加,压燃比例增加,燃烧速度加快,循环波动减小,CO和UHC排放减少,SICI组合燃烧能够在更高的EGR率条件下稳定工作,理论空燃比SICI组合燃烧的工况范围得到拓展。
- 阳冬波王志徐帆王建昕
- 关键词：均质混合气压燃
- 基于并行计算的二次喷射式HCCI汽油机的三维数值模拟被引量：3
- 2008年
- 建立了缸内直喷HCCI汽油机带进、排气道的燃烧系统的三维工作过程循环数值模型,实现了HCCI发动机包括进气、压缩、燃烧、膨胀和排气工作过程的三维循环模拟并进行了验证。首先基于并行计算进行了不同当量比(负荷)工况下HCCI发动机缸内过程的对比分析,研究了负荷对HCCI发动机着火、燃烧和排放的影响。进而模拟了缸内直喷二次喷射的HCCI发动机循环工作过程,解析了HCCI发动机着火燃烧和排放过程,揭示了HCCI发动机缸内直喷二次喷射控制着火的规律。计算结果有助于对HCCI燃烧过程的深入理解,为HCCI发动机燃烧过程的优化提供了依据。
- 王志叶明辉帅石金王建昕
- 关键词：缸内直喷HCCI化学反应动力学
- SI/HCCI燃烧模式瞬态切换过程的建模与优化被引量：3
- 2008年
- 将化学反应动力学代码CHEMKIN耦合到发动机热力循环软件BOOST,建立了SI/HCCI瞬态模式切换的数值模型。通过模拟计算与试验结果对比分析表明,建立的瞬态切换模型可以有效模拟发动机SI/HCCI瞬态工作过程。针对切换后第一个循环着火始点提前、容易爆震的问题,将该循环喷油策略调整为进气阶段一次喷油并降低喷油量,使得着火始点延后、压升率降低。并通过采用优化后的喷油策略,配合配气凸轮动作和节气门动作,达到SI/HCCI切换快速平顺的效果。
- 葛强强王志田国弘王建昕杨俊伟张志福
- 关键词：HCCI模式切换
- 火花点火激发均质压燃燃烧过程的模拟研究
- 2010年
- 本文对火花点火激发均质压燃SICI燃烧过程进行了建模,利用发动机试验进行了模型验证,模型能较好地描述混合气被点燃压燃的过程。通过三维数值模拟与解析,对比了纯均质压燃HCCI燃烧模式和SICI燃烧模式下的燃烧过程,分析了SICI燃烧的特点。结果表明,SICI燃烧过程中存在多阶段着火,燃烧呈现出顺序放热。SICI燃烧热效率高,NO_x排放低,是一种汽油机有潜力的燃烧方式。
- 王志阳冬波帅石金王建昕
- 关键词：数值模拟化学动力学
- 采用并行计算和简化机理的HCCI发动机多维模拟被引量：7
- 2008年
- HCCI燃烧过程多维数值模拟十分耗时。采用并行计算和简化机理对HCCI燃烧过程多维CFD模拟计算进行了加速对比。研究基于16-CPU计算机集群系统,采用消息传递的并行算法(M essage-Passing Interface,MPI)方式计算。结果表明,内燃机HCCI燃烧多维燃烧模拟,采用8个CPU能获得最大收益:纯流动计算加速5倍,耦合化学反应流动计算加速4倍,简化反应机理又可加速9倍。通过优化选择并行计算CPU数量和反应机理,使得HCCI发动机单个循环模拟时间由一个月缩短到一天,大大提高了汽车发动机燃烧模拟计算的效率。而且采用三维CFD耦合化学反应的模拟计算,可以解析HCCI发动机着火燃烧过程,提供详细的流动、燃烧和排放物生成的瞬态信息。
- 王志帅石金王建昕曹连雨吴宗友
- 关键词：HCCI燃烧并行计算
- 汽油HCCI发动机燃烧相位及瞬态过程的控制被引量：6
- 2008年
- 由于HCCI燃烧受化学动力学控制,燃烧相位控制一直是HCCI面临的挑战之一.通过缸内直喷方式,可以灵活控制HCCI燃烧相位.研究表明,在HCCI失火界限,在负气门重叠期喷入燃油,能够实现燃油重整,通过调整不同的负气门重叠喷油量,可以控制燃烧相位;在HCCI爆震界限,负气门重叠期的喷油会导致燃烧粗暴,NOx排放大量上升,而在压缩行程喷入燃油形成分层混合气,能够有效地控制燃烧相位,且不引起排放的恶化.通过负气门重叠喷油形成的组分控制和压缩行程喷油形成的浓度控制相结合,能够在整个HCCI运行范围内有效地控制燃烧相位.通过考察燃烧相位调整的瞬态过程,发现通过缸内直喷技术,能够在一个发动机循环内实现燃烧相位的调整,控制灵活,响应迅速.
- 田国弘王志葛强强王建昕帅石金
- 关键词：均质充量压缩燃烧缸内直喷
- 分层混合气拓展汽油HCCI发动机高负荷的模拟研究被引量：1
- 2009年
- 为了孤立研究混合气中的温度、燃油浓度和EGR组分分层对HCCI燃烧高负荷拓展的影响,建立了CFD软件耦合化学动力学的HCCI发动机模型,研究了各种分层对汽油HCCI发动机的燃烧和排放的影响规律。模拟结果表明:温度分层可以有效降低压力升高率,具有拓展负荷的潜力;燃油浓度分层会造成NOx排放恶化,应该避免;EGR组分分层能够有效抑制燃烧和NOx排放,与温度分层组合拓展负荷效果显著。在最大压力升高率为0.5 MPa/°CA以及NOx排放200×10-6的限制下,自然吸气式汽油HCCI发动机,通过分层混合气空间优化,IMEP最大可以拓展到0.56 MPa。
- 阳冬波王志帅石金王建昕徐帆
- 关键词：内燃机HCCI数值模拟
- 均质混合气压缩着火燃烧过程的模拟研究
- 2008年
- 本文采用并行计算对HCCI燃烧过程进行三维数值模拟与解析,对比了采用不同数量CPU与不同规模机理时的计算效率,分析了采用不同机理以及单区和三维HCCI模拟的计算结果的影响。结果表明,合理采用并行计算和简化机理可以大幅度提高HCCI模拟计算效率。三维HCCI模拟相比于单区模拟显著提高了燃烧和排放的计算精度;HCCI燃烧过程中缸内存在明显的温度分层,燃烧呈现顺序放热。
- 王志帅石金王建昕
- 关键词：HCCI燃烧CFD并行计算
