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多热力循环柴油机基础研究

批准号:
51246003
项目类别:
专项基金项目
资助金额:
15.0 万元
负责人:
袁文华
依托单位:
学科分类:
燃烧学
结题年份:
2013
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
田江平、唐维新、伏军、董全、崔靖晨、李建龙、李中正、董鹏博、纪森火

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
以提高柴油机全工况下的性能为目标,开展以"低压缩比高膨胀比和高压缩比低膨胀比"为主的"柴油机多热力循环耦合与协调控制系统"的核心学术思想为指导,从包括工程热力学、传热学、流体力学、化学反应动力学、动力机械工程等学科交叉协同的角度,以可变气门控制为技术手段,以分工况的形式,采用计算流体动力学、化学反应动力学和发动机台架试验相结合的方法,解析缸内工质流动、混合、燃烧和排放生成过程,探索涡轮增压和可变气门多工况耦合下内燃机多热力循环的机理。该研究将丰富内燃机热力循环理论、提高可变气门涡轮增压内燃机的整体匹配度,为内燃机燃烧和排放优化提供理论支持。
英文摘要
In order to improve the overall performance of diesel engines, the research of 'Coupling Control System for Multi-Thermodynamic Cycle of Diesel Engines' is carried out, mainly based on the thermodynamic cycle of high compression ratio and low expansion ratio as well as the thermodynamic cycle of low compression ratio and high expansion ratio. According to the knowledge of thermodynamics, heat transfer and fluid mechanics, chemical reaction kinetics, dynamic mechanical engineering and so on, by means of variable valve technology, computational fluid dynamics, chemical reaction kinetics and experiment are combined to simulate in-cylinder gas flow motion and mixing process, burning and emissions generation process in different operating conditions and to explore mechanism of multi-thermodynamic cycle of diesel engines coupled with turbocharger and variable valve. Both further enriching thermodynamic cycle theory of diesel engines and improving overall performance of diesel engines will be achieved, by means of variable valve technology and turbocharger.
项目以提高柴油机全工况下的性能为目标,以“低压缩比高膨胀比和高压缩比低膨胀比”为主的“柴油机多热力循环耦合与协调系统的核心学术思想为指导,从包括工程热力学、传热学、流体力学、化学反应动力学、动力机械工程等学科交叉协同的角度,以可变气门控制为技术手段,以分工况的形式,采用计算流体力学、化学反应动力学和发动机台架试验相结合的方法,解析缸内工质流动、混合、燃烧和排放生成过程,探索涡轮增压和可变气门多工况耦合下内燃机多热力循环的机理。在深入开展项目研究近1年的时间内,通过对其关键问题多热力循环柴油机边界条件的变化对缸内充量成分和温度时空分布及其变化历程的影响规律的准确模拟,重点围绕多热力循环柴油机燃烧和排放特性及其多模式液压可变气门驱动系统性能等进行了分析研究,基于大功率中速米勒循环柴油机台架性能实验测定数据,建立了整机及缸内仿真模型,利用多种Miller正时、高压缩比及喷油正时优化设计方案对柴油机燃烧和NOx排放的影响进行了研究分析,进气门关闭正时提前将导致NOx排放下降且预混合燃烧峰值也不断增加;增加几何压缩比使Miller循环方案的缸内预混合燃烧峰值降低,可进一步降低NOx排放并一定程度上改善燃油经济性;继续推迟喷油正时2°CA,可进一步降低NOx排放,并具有较好燃油经济性。提出了一种紧凑型双模式电液全可变气门驱动系统方案,通过采用驱动-制动循环器和模式转换器,实现仅需要两个供油器和三个电磁阀来满足内燃机驱动和制动两种模式对气门运行的要求,并实现循环间、气缸间、气门运行参数间独立灵活可调的气门事件,通过对该系统三种控制策略下运行情况进行模拟,获得不同柴油机转速下的凸轮型线、供油器结构参数、气门驱动器结构参数、高速阀结构参数和响应速度等关键参数对气门启闭过程的影响规律。反映在成果方面,揭示了多热力循环柴油机性能改善的潜力,以第一作者在《中南大学学报(自然科学版)》、《内燃机工程》、《Information Technology Journal》、《农业工程学报》等EI期刊上发表论文4篇,并以该项目为平台,为本校机械工程培养专业硕士4名,为合作单位大连理工大学培养博士研究生2名、硕士研究生3名,整体从完成的进度和质量水平上看,达到了预期要求。
微型自由活塞发动机HCCI催化燃烧稳定性机理与多场协同优化研究
  • 批准号:
    52076141
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    袁文华
  • 依托单位:
柴油机缸内湍流和化学反应共同作用下的混合气形成机理
  • 批准号:
    91541121
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    袁文华
  • 依托单位:
国内基金
海外基金