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  • 论文全文 - 内燃动力碳中和与排放控制学术年会(2023) 低碳/零碳燃料发动机燃烧与排放技术(二)(第四分会场)
    针对某型煤矿用防爆柴油机的NOx排放物污染严重,危害大的问题,分析了防爆柴油机的燃烧过程,建立了燃烧数学模型。通过流体仿真分析软件对基于废气再循环系统的防爆柴油机的清洁燃烧过程进行了模拟仿真分析,然后进行了台架测试试验。试验结果表明:八工况下加装废气再循环系统在优化后的废气再循环开度下防爆柴油机CO排放加权平均值为0.0045%,与未加装废气再循环系统相比体积浓度增加0.0045%;加装废气再循环系统在优化后的废气再循环开度下防爆柴油机NOx排放加权平均值为93.35ppm,与未加装废气再循环系统相比降低了56.17%,采用废气再循环系统技术对降低防爆柴油机的NOx排放改善明显。
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  • 论文全文 - 2023 内燃机“高效、低碳、清洁燃烧”学术年会 高原内燃机分会(第二分会场)
    采用可视化实验方法,本文研究了柴油机冷启动过程中柴油液滴撞击低温壁面的铺展过程和动力学特性。实验结果表明,柴油液滴在低温壁面上的演变过程包括撞击、铺展、回缩、稳定附着等环节,其中液滴在低温壁面上的铺展过程相较于常温壁面更容易产生飞溅液滴和液膜边缘向上卷起的趋势。同时,随着壁面温度的降低,液滴铺展因子逐渐减小,铺展回缩过程所持续时间减少,液滴稳定附着直径在常温时较大。此外,随着液滴初始直径的增大,液滴最大铺展因子逐渐增加,铺展回缩过程所持续时间不断延长,液滴稳定附着直径也不断增大。为深入研究液固界面物理化学特性提供了重要参考。
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  • 论文全文 - 内燃动力碳中和与排放控制学术年会(2023) 后处理技术(第三分会场)
    将选择性催化还原剂涂覆在柴油机颗粒捕集器(SDPF)是满足未来欧Ⅶ排放法规的重要技术路线之一。为了有效地控制和优化SDPF,有必要全面了解其再生特性。本文探究了不同碳载量(4.51, 7.59, 和 9.97 g/L)的SDPF在降怠速再生过程的温度特性。结果表明,在DTI再生过程中, SDPF入口端外圈温度(T3)最高,出口端外圈温度(T9)最低,外圈的径向温度梯度大于内圈,后半段的轴向温度梯度大于前半段。随着碳载量上升,载体的峰值温度和最大温度梯度均增加。
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  • 论文全文 - 2023 内燃机“高效、低碳、清洁燃烧”学术年会 汽油机气体机分会(第四分会场)
    基于1/4定容燃烧弹建立了适用于单点点火和双点点火的气体燃料预混燃烧模型,模拟了单点点火、双点同步点火和双点异步点火的火焰传播过程,分析了不同点火方式下的火焰传播特性、火焰稳定性和流场与火焰之间的相互作用机理。结果表明, 单点点火方式下能达到的火焰传播速度最大。单点点火的马克斯坦长度最大,火焰最为稳定。随着双点点火间隔时间增加,火焰能达到的最大传播速度增大,马克斯坦长度减小,火焰稳定性减弱。双点点火方式由于受到对侧火焰的抑制作用,导致火焰内侧和燃烧室中心均出现低速区。
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  • 论文全文 - 2023 内燃机“高效、低碳、清洁燃烧”学术年会 汽油机气体机分会(第四分会场)
    摘 要:本文根据链条齿型设计的相关标准及啮合原理,对某双凸轮轴正时系统的链条齿型进行设计计算,采用内-外复合啮合机制的新型Hy-Vo齿型链,确定其图纸参数及三维模型。在Valdyn中建立配气机构、附件轮系统、曲轴及正时系统的动力学模型,并建立各个子系统与正时系统的连接,搭建整体发动机动力学模型,考虑配气机构、附件轮系统对正时齿形链传动系统的NVH(Noise Vibration Harshness)振动噪声性能影响,在整体发动机的基础上对链条系统的评价指标进行了研究。分析了链条内力、链条与各零部件之间的接触力、链条摆动、传动误差、链条与固定导板和张紧导板之间的摩擦功,得出了结构设计参数对发动机异常噪声的影响,并以3000rpm作为典型工况进行优化分析。优化导板型线之后,链条最小张紧力明显增大,链条有效张紧,振动位移下降了75%,其他评价指标均满足行业标准,系统的振动噪声得到了很大程度上的优化。
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  • 论文全文 - 2023 内燃机“高效、低碳、清洁燃烧”学术年会 汽油机气体机分会(第四分会场)
    摘要: 本文以某汽油机为对象,研究发动机振动噪声分析方法。建立了发动机动力总成的有限元分析模型,并采用激励器法进行了模态试验。对动力总成模态分析结果的模拟值和实验值进行了比较。模态模拟的前六阶与实验的最大误差为4.1%,这证明了所建立的有限元模型的正确性。建立了曲轴、正时链、气门机构和FEAD系统的动力学模型。灵活性被应用于气缸体组,每个子系统通过机械连接与气缸体组相连。建立了整个刚柔耦合的多体动力学模型进行联合仿真,并提取了整个发动机振动分析所需的各子系统的振动激励力。基于发动机有限元模型和多体动力学分析得到的激振力,采用模态频率响应法对整个发动机进行了表面振动分析。分析了4000r/min时整机表面的振动速度云图,发现多阶频率的振动速度峰值出现在油底壳的底部。通过分析各工况下油盘振动分析点的振动速度瀑布,发现油盘在1200Hz和1333.3Hz附近因共振而振动较大。凸轮轴盖振动分析点的振动加速度分析表明,在4000r/min时,凸轮轴盖的振动加速度峰值在1200Hz时比较明显,需要进行优化。建立了整个发动机表面声辐射的模拟模型,比较了亥姆霍兹法和瑞利积分法分析的气缸表面的声强云和峰值曲线。结果基本相同,且后者的计算时间缩短了2/3,因此选择瑞利积分法进行整机表面辐射噪声模拟分析。结果显示,大部分辐射噪声峰值都集中在油底壳底部。通过进行发动机振动试验,将缸体和前端盖的表面振动模拟与实验结果进行了对标。发动机模型和振动计算结果的可靠性得到了验证。
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  • 论文全文 - 2023 内燃机“高效、低碳、清洁燃烧”学术年会 汽油机气体机分会(第四分会场)
    摘要: 作为传统的汽车动力源,发动机是造成汽车NVH(噪声振动粗糙度)的主要因素之一,控制其振动噪声是降低汽车振动噪声的重要方法。目前,发动机中振动大的部件大多是通过模拟和实验确定的。主要的改进方法是传递路径的优化,这需要更多地分析激振力对整机振动的影响,而且优化空间有限。针对这一问题,以某汽油机为对象,研究发动机振动和噪声控制方法。提出了一种振动激振力和传动路径联合优化的方法,以实现对发动机振动噪声更有效的控制。基于发动机有限元模型和多体动力学分析得到的激振力,采用模态频率响应法和瑞利积分法对整个发动机进行了表面振动和噪声分析。结果发现,多阶频率的振动速度峰值出现在油底壳底部,油底壳在1200Hz和1333.3Hz附近因共振而振动较大。在4000r/min时,凸轮轴盖的振动加速度峰值在1200Hz时更为巨大,需要进行优化。辐射噪声的峰值主要集中在油底壳的底部。通过进行发动机振动试验,将缸体和前端盖表面振动的模拟结果与实验结果进行了对标。发动机模型和振动计算结果的可靠性得到了验证。通过对振动的激振力贡献和模态贡献的分析,从振动源和传递路径两个角度研究了发动机振动噪声的控制,实现了发动机振动和噪声的降低。对凸轮轴盖振动的激振力贡献进行了分析,发现凸轮轴轴承力是1200Hz时盖振动的主要激振力贡献。正交实验的设计以凸轮轴轴承力为对象,以轴承的刚度和凸轮的轮廓等参数为因素。根据敏感性分析结果,对各参数的值进行了优化,结果是在1200赫兹时,凸轮轴轴承力减少了57.4%。基于模态叠加法,分析了油盘振动的模态贡献。确定1200赫兹处油底壳振动的主要模态贡献是36阶发动机模态,通过拓扑优化,模态频率提高了3%。通过仿真验证,发现油底壳在1200Hz处的振动速度降低了6.1dB,凸轮轴盖的振动加速度降低了6.4dB,整个发动机表面辐射噪声的峰值声强降低了9.4dB。提出了对振动的激励力和传递路径进行联合优化的方法,实现了对发动机振动噪声更精确有效的控制。
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  • 论文全文 - 内燃动力碳中和与排放控制学术年会(2023) 墙报交流
    为了控制RCCI发动机的污染物排放,在一台电控共轨柴油机上进行甲醇/柴油RCCI模式耦合后处理系统的污染物排放试验,研究了外特性下柴油机氧化催化器(DOC)、催化型颗粒物捕集器(CDPF)和选择性催化还原催化器(SCR)对甲醇/柴油双燃料发动机污染物排放的影响规律。结果表明:随着甲醇比例增加,双燃料发动机的CO、HC、NO2、HCHO和CH3OH排放增加,NO2/NOx比值显著提高,Soot排放降低而NOx排放在低转速时增加,中高转速下明显降低。后处理系统在中低转速区间对排气污染物转换效率较高。双燃料模式下DOC后端氧化升温明显,NO2排放和NO2/NOx比值经DOC催化后显著降低,而纯柴油模式下呈相反趋势;CDPF对Soot的平均捕集效率超过90%;SCR催化反应显著降低NOx的同时会导致N2O排放增加,甲醇的加入可在一定程度上减少N2O生成。
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  • 论文全文 - 内燃动力碳中和与排放控制学术年会(2023) 墙报交流
    以解放动力CA6DM3-56E66柴油机为载体,研究米勒循环凸轮轴+可变截面增压技术在国六柴油发动机上的应用,通过模拟计算确定了米勒循环凸轮轴的型线方案,并配合可变截面增压器的合理匹配以及ECU数据的优化标定,使得米勒循环结合可变截面增压技术在该发动机体现出了良好的效果,降低了该款发动机的油耗与氮氧排放水平,探索出了一条低排放的重型柴油机设计路线。
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  • 论文全文 - 内燃动力碳中和与排放控制学术年会(2023) 墙报交流
    不同材料的传热系数不同,因此温度梯度存在差异;相同材料不同冷却条件下温度梯度也存在差异。通过测量不同缸盖材料试棒温度梯度得出:HT250温度梯度为12.5℃/mm,温度梯度HT250<HT300<RuT400,且系数比例为1:1.13:1.49;结果可应用于新机型设计开发时对缸盖火力面温度评估。
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