CNG发动机燃烧室形状对气流运动和燃烧特性的影响

公共汽车和卡车用气体燃料(CNG、LPG和H2)发动机的研制及其排放和工作循环变化特性【捷克】 Beroun S Martins J摘要在捷克，将车用柴油机改为以液化石油气和天然气等气体为燃料的火花点燃式发动机很少。

功率较大的发动机(pe最大＞1MPa)采用λ》1的设计理念，柴油机为涡轮增压中冷，并采用氧化催化剂方式，总效率(最大值)约38％。

功率较低的发动机(pe最大＜1MPa)在采用三效催化剂自然吸气方式运行时更适于选择λ＝1。

大部分工作是对公共汽车和中型卡车用压缩天然气和液化石油气发动机所作的研究。

也在实验室试验用单缸发动机上用氢气和天然气进行了一些试验。

测量包括CO、HC、NOX 、CO2、PM等标准排放，也对多环芳香烃碳氢化合物(PAH及其致癌衍生物PAHcarc )作了研究。

用指示平均有效压力(IMEP)变化(VARpi)系数对采用稀气和极稀混合气的气体发动机燃烧稳定性作了评估。

本文还探讨了放热率对VARpi的影响。

最后，文章对过去7年里公共汽车用气体发动机燃烧室设计的发展作了介绍和讨论，表明了在诸如总效率、功率和排放等各领域的改善状况。

叙词：气体燃料发动机研究排放工作循环1 前言完成了将柴油机转换为以气体作为燃料的SI发动机的工作，以达到降低有害排放物的目的。

为此，必须将其基本工作循环由压燃式改为火花点燃式，包括混合气形成、点火系统、控制系统和排气后处理。

2 排放与柴油机相比，以气体作为燃料的SI发动机(借助适当控制和调节)可具有下列优点：(1)颗粒物(PM)排放少得多；(2)气体污染物(NOX、HC、CO)较少；(3)运行噪声较低。

气体燃料发动机对于城市交通、市内运输和诸如垃圾收集等其他特定工作是非常重要的。

小汽车和小型运输卡车也可从该项技术的低污染特性和低成本中获益。

目前研究的气体燃料主要是液化石油气和天然气(液态或气态——LNG或CNG)，它们用于在欧洲(主要是荷兰[1，2]、意大利和法国)行驶的大量小型车辆。

缸内直喷CNG发动机喷射方式对火焰传播特性及性能的影响林学东;黄丫;袁方恩【期刊名称】《内燃机学报》【年(卷),期】2012(030)005【摘要】火焰传播是点燃式发动机的主要燃烧方式，为了有效控制缸内直喷CNG 发动机更稳定的稀薄燃烧过程，以实现高效率低排放，利用试验用单缸光学发动机，采用双喷射器缸内直喷CNG方式，在双火花塞点火的条件下，分析研究了不同喷射方式对火焰形成及传播特性以及发动机性能的影响．结果表明，双点点火时，缸内气流对首先形成的火焰具有“牵引”作用，而两个火焰由于形成时刻不同传播方式就有区别，且两个火焰之间具有“挤压或推动”作用，由此影响整体火焰传播速度；缸内火花塞附近混合气浓度越浓或不均匀性越大，循环波动越小，燃烧更稳定，但随混合气浓度分布不均匀性的增加，NOx排放也增加，表明基于混合气浓度不均匀性分布特性的燃烧过程中，NOx的生成机理不仅与高温富氧条件有关，而且还与浓度场分布特性有直接的关系．【总页数】6页(P440-445)【作者】林学东;黄丫;袁方恩【作者单位】吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,吉林长春130022;吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,吉林长春130022;吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,吉林长春130022【正文语种】中文【中图分类】TK411.2【相关文献】G缸内直喷发动机稀薄燃烧火焰传播过程影响因素的研究 [J], 林学东;黄丫;袁方恩;朱行安;张斌2.缸内直喷CNG发动机喷射方向对燃烧过程影响模拟研究 [J], 周立迎;吕小宁3.低压缸内直喷CNG发动机燃烧特性的影响因素 [J], 胡春明;侯圣智;赵文锋;刘娜;李志军4.燃烧室形状对缸内直喷CNG发动机燃烧特性影响的数值模拟 [J], 袁兴国;何锋;杨立成G发动机缸内气流条件与双点点火对火焰传播特性及热效率的影响 [J], 杨淼;林学东;李德刚;刘迎澍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

影响汽油机换气和燃烧过程的因素关键词：压缩比（Cohpression ratio)，配气相位：（Vale —timing diagram)，最高燃烧压力（Max. effective combustion pressure ），点火提前角（Ignitiong advance angle ）摘要：对于现代的汽车，人们对它的要求不仅仅只局限于其动力性的好坏，而是兼顾其经济性和排放性。

一辆汽车的发动机性能如何让就直接关系到整车的性能好坏。

在影响汽车性能的诸多因素中，发动机的换气及燃烧过程的地位尤为突出。

本文将从汽油机的使用以及结构方面分析影响汽油机换气和燃烧过程。

一影响汽油机换气过程的因素对充气效率的影响=η1/)1(-ε×(εp a /t a -p r /t r )1.发动机在实际工作中的进气压力p a 主要受进气道的影响。

设进气系统的阻力为p f 近期过程中的气体密度为ρ，进气管道内的气体流速为v 三者满足这样的关系pf=vv λρ/2.所以发动机的进气阻力与气体的密度，气体速度，和进气管道内壁的摩擦系数关系密切。

①进气管道的阻力主要取决于进气管道的长度，横截面积以及其内表面的粗糙度。

进气管道的长度越长气体的动能损失越多，到达到达气缸内的气体压力就会越小。

进气管的横截面积越小气体流速越快，但是在管壁粗糙度一定的情况下气体与管壁之间的压力就越大，气体在管内的能量损失就越大（气体因摩擦而能量微乎其微可以忽略）从而导致进气压力下降。

另外，进气管的形状也会对进气压力产生一定的影响。

管路的弯路越少气体能量损失越少。

②大气中的气体进入进气道时要经过空气滤清器，这就使得进气阻力增加，使气体在进入进气道之前就先损失了部分动能。

③其次，汽车在海拔较高的地区行驶时。

由于海拔的影响，气体本身的密度小，大气压较低。

这就从气体的源头殇降低了进气压力。

④在使用化油器的汽车中，燃油是利用进气道空气流速高压力低的原理从化油器嘴中被吸出的。

燃烧室设计对发动机性能的影响分析燃烧室作为内燃机的重要组成部分，其设计的优劣直接影响着发动机的性能。

本文将对燃烧室设计对发动机性能的影响进行分析，探讨不同燃烧室设计参数对发动机性能的影响，以期为燃烧室设计提供一定的参考。

燃烧室设计参数对发动机性能的影响燃烧室设计参数包括燃烧室形状、大小、油气混合方式等。

这些参数的不同组合将直接影响发动机的功率、燃油消耗率、排放等性能指标。

燃烧室形状燃烧室的形状对发动机性能有很大的影响。

常见的燃烧室形状有球形、方形、圆柱形等。

研究表明，球形燃烧室可以提供更好的油气混合，提高燃烧效率，从而提高发动机的功率和燃油经济性。

燃烧室大小燃烧室的大小也是影响发动机性能的重要因素。

燃烧室过大，会导致燃烧延迟，降低发动机的功率和燃油经济性；燃烧室过小，则会导致燃烧不完全，增加排放。

因此，合理选择燃烧室大小对于提高发动机性能至关重要。

油气混合方式油气混合方式影响着燃烧的速率和效率。

常见的油气混合方式有预混合燃烧和边喷射燃烧。

预混合燃烧可以提供更好的燃烧速率，提高发动机的功率和燃油经济性；边喷射燃烧则可以提供更好的排放性能。

因此，选择合适的油气混合方式也是提高发动机性能的关键。

燃烧室设计对发动机性能有着重要的影响。

合理的燃烧室形状、大小和油气混合方式的选择，可以提高发动机的功率和燃油经济性，降低排放。

因此，在进行燃烧室设计时，需要充分考虑这些因素，以实现发动机性能的最优化。

这是整篇的内容，下一部分将继续深入分析燃烧室设计参数对发动机性能的影响。

燃烧室设计对发动机性能的详细影响分析燃烧室形状的影响不同的燃烧室形状对发动机性能的影响是显著的。

球形燃烧室由于其独特的几何形状，能够提供更好的油气混合，从而提高燃烧效率。

球形燃烧室的设计有助于减少燃烧延迟，增加燃烧速率，进而提高发动机的功率输出。

此外，球形燃烧室还能有效降低NOx排放，对于满足严格的排放标准具有重要意义。

另一方面，方形和圆柱形燃烧室在某些应用中可能更为合适。

CNG／柴油双燃料发动机燃烧特性研究随着环保意识的不断提高，汽车燃料的研究与开发也变得越来越重要。

CNG／柴油双燃料发动机作为一种新型燃料模式，可以有效地减少有害气体的排放，成为了未来发展方向的重要研究对象。

本文将结合现有文献综述这种燃料的特点及其燃烧特性。

首先，CNG和柴油混合使用可以有效地减少排放的有害物质。

CNG作为清洁能源，其主要成分为甲烷，燃烧后仅产生二氧化碳和水，对环境影响较小。

而柴油则是一种烃类物质，其燃烧产生的氮氧化物和颗粒物对环境污染较大。

因此，使用CNG与柴油的混合燃料可以降低排放的有害物质，减少氧化氮、二氧化硫、非甲烷碳氢化合物、颗粒物等有害物质的排放，更为环保。

其次，CNG和柴油的燃烧特性也有一定的差异。

CNG燃料分子小，分子量轻，爆炸速度快，燃烧速度较快，这些特性使得CNG的燃烧能够在较短的时间内完成，提高了发动机的动力和燃油效率。

而柴油则具有高能量和高燃烧温度等优点，但其燃烧速度较慢，需要较长时间才能完成，因此也容易产生烟雾和颗粒物，影响空气质量。

因此，如何合理地调节CNG和柴油的混合比例，可以有效地优化发动机的燃烧过程，提高燃油效率和动力性能。

为了更好地研究CNG／柴油双燃料发动机的燃烧特性，研究者们通过数值模拟、实验测试等方式开展了一系列的研究。

其中，数值模拟可以模拟燃烧室内CNG和柴油混合燃料的燃烧过程，可以获得燃烧过程的细节和特征，对优化发动机的燃烧特性有着重要的指导意义。

而实验测试则能够对研究结果进行验证，确定模拟过程的准确性。

综合上述特点和研究情况，CNG／柴油双燃料发动机的研究具有广阔的应用前景。

在未来的研究中，需要进一步深入研究其燃烧机理和调节参数的优化，使其在保证动力性能的同时，降低排放，并逐渐替代传统柴油发动机，成为清洁高效的新型发动机。

为了更好地研究CNG／柴油双燃料发动机的燃烧特性，需要深入研究其燃烧机理。

在CNG与柴油混合燃料中，CNG的甲烷分子可以快速燃烧，而柴油分子则需要经历喷射、混合和自燃等过程。

汽油机燃烧室结构与发动机性能的关系摘要：本文主要介绍了我学习《汽车拖拉机发动机》这门课目的、意义、体会以及自己所选汽油机燃烧室结构与发动机性能的关系。

内燃机的课程我们主要学习了：发动机的循环、热效率，换气过程和充气效率，汽油机、柴油机混合气的形成和燃烧，发动机动力性、经济型的评定，废气涡轮增压，排气污染和控制。

关键词：内燃机；燃烧室；发动机性能1 学习的目的和意义1）了解发动机的内部结构，原理2）掌握发动机效率提高和结构的关系3）掌握发动机评定的各项指标，合理选用发动机2 学习体会老师讲解了发动机的总体结构，分类，各零部件的结构和主要性能。

从发动机的动力性、经济性方面出发，依据公式功率正比于气体压力、充气效率、内耗摩擦、燃烧效率、转速，之间的关系，分析发动机的燃烧室结构，气门、火花塞的位置，晚关角、提前角，增压等对发动机性能的提高。

我整体上了解了内燃机的结构和相关性能指标关系。

内燃机不再是个神秘的东西。

我想在以后的生活和学习中我所学习的东西会对我有很大帮助。

3 对燃烧室的要求汽油机燃烧室一般应注意以下几个原则：1）结构紧凑：面容比(A/V)——燃烧表面积与其容积之比。

A/V值小，则燃烧室紧凑，优点是:①火焰传播距离小，不易爆燃，可提高压缩比。

②相对散热损失小，热效率高。

③熄火面积小，HC排量少。

2）有良好的充气性能：充气性能的好坏，主要应考虑进气门、进气道的布置。

3）火花塞位置应布置合理在决定火花塞位置时必须考虑:要能利用新鲜混合气充分扫除火花塞周围的残余废气；火花塞尽量布置在使末端混合气受热少的位置。

3) 火焰面变化分配合理；确保运转平稳；火焰传播距离应尽可能的短。

4）燃烧室形状合理分布:形状首先应满足速燃的要求，一般应将燃烧完90%燃料的燃烧持续期控制60度曲轴转角之内，同时要控制压力升高速度不致过高。

5）组织适当的紊流运动气体紊流运动可以①增大火焰速度。

②冷却末端混合气区③减少循环间的燃烧变动。

简述发动机燃烧室内四种气流运动的定义及特点。

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火箭发动机燃烧室热气动特性分析与优化火箭发动机是航空航天技术中不可或缺的重要装备。

作为火箭发动机的核心部件之一，燃烧室的热气动特性对于火箭发动机的性能和寿命至关重要。

因此，火箭发动机燃烧室热气动特性的分析与优化是火箭发动机研发过程中不可或缺的一环。

一、火箭发动机燃烧室热气动特性的基本原理火箭发动机燃烧室是燃烧和推进作用的场所，也是储存燃料和氧化剂并进行燃烧反应的地方。

在燃烧反应过程中，燃料和氧化剂被混合在燃烧室内，随后被点火，引燃后释放出大量的热能，并且在高压和高温的环境下发生爆轰性的燃烧反应，最终形成燃气。

这些燃气在燃烧室内受到限制，形成高温高压的热环境，并且在燃烧室壁上产生切向流和径向流。

为了能够更好地控制火箭发动机的燃烧反应以及燃气放出的速度和压力，科学家和工程师们对火箭发动机燃烧室的热气动特性进行了深入的研究。

通过研究火箭发动机燃烧室的热气动特性，可以预测燃气的压力、温度、速度以及其在燃烧室内的流场分布情况，进而提高火箭的性能和寿命。

二、火箭发动机燃烧室热气动特性的分析方法为了能够更好地分析火箭发动机燃烧室的热气动特性，科学家和工程师们采用了多种分析方法，如计算流体力学（CFD）方法、数值模拟方法、实验方法等。

其中，计算流体力学方法是一种常见的分析方法。

它是利用计算机数值模拟的手段，建立数学模型，对流体动力学问题进行数值求解的一种方法。

通过CFD方法，可以计算燃烧室内燃气的速度、温度、压力分布等热气动特性，并进一步优化火箭发动机的设计。

数值模拟方法则是利用数学模型对火箭发动机燃烧室的热气动特性进行模拟。

它通过计算燃烧室内燃气的流动、传热以及化学反应等过程，解决火箭发动机燃烧室热气动特性分析中的一些难题。

通过数值模拟方法，可以更准确地分析燃烧室内部的热气动特性，并识别不同参数对于火箭发动机性能影响的关键点。

在实验方法中，常采用的有试车台试验及原型实验等。

试车台试验是在模拟燃烧室工作状态下进行的实验，可以测量和记录燃烧室内部流场、压力、温度、振动等参数，进一步得出样本中的热气动特性数据。

压缩比及燃烧室结构对天然气发动机性能影响的试验研究储利民;李涛涛【摘要】阐述了稀薄燃烧天然气发动机缸内不同气体运动产生机理,分析了缸内气体运动对发动机燃烧过程的影响,并对不同压缩比对天然气发动机工作过程和性能的影响进行了模拟分析.为某稀薄燃烧天然气发动机设计了不同结构形状及不同压缩比的燃烧室,并进行台架对比试验,研究不同结构及不同压缩比的燃烧室对发动机性能的影响.最后,通过综合分析选出最合适该发动机的燃烧室.【期刊名称】《柴油机设计与制造》【年(卷),期】2018(024)004【总页数】5页(P39-43)【关键词】天然气发动机;燃烧室;压缩比;稀薄燃烧;性能【作者】储利民;李涛涛【作者单位】上海柴油机股份有限公司,上海200438;上海柴油机股份有限公司,上海200438【正文语种】中文0 引言天然气由于其具有储量丰富，辛烷值高，着火范围较宽，形成均质混合气容易及燃烧清洁特点，目前已成为汽车、工业内燃机广泛使用的代用燃料。

天然气发动机采用稀薄燃烧可以更加有效地降低排放，提高发动机可靠性和寿命，并降低使用成本。

由于天然气具有活化能较高、火焰传播速度慢的性质，因而天然气发动机的燃烧持续期较长，后燃倾向严重，排气温度较高，热效率提高困难，稀薄燃烧会使这种趋势更加明显[1-2]。

因此，稀薄燃烧更需要提高燃烧速度，以改善其对燃烧循环变动的不利影响[3]。

深入地研究燃烧室结构对发动机性能的影响，可进一步获得最有利于组织天然气稀薄燃烧的燃烧室结构。

本项目在简单分析缸内气体流动起因、性质及对燃烧过程的作用，压缩比对发动机的影响的基础上，针对某款发动机设计了几种不同燃烧室，并就燃烧室形状和压缩比大小对发动机工作过程和性能的影响进行试验研究，选出一种最适合的燃烧室形状和压缩比。

1 燃烧室形状对发动机工作过程的影响燃烧室设计主要考虑的是如何保证进入气缸的混合气能快速完全地燃烧，同时生成的排气污染物尽可能地少。

天然气的性质使天然气发动机的燃烧持续期比柴油机长，热效率比柴油机低。

汽车发动机的燃烧室设计汽车发动机作为汽车的核心部件，其性能的优劣直接影响着汽车的动力、燃油经济性以及排放等重要指标。

而在发动机的众多组成部分中，燃烧室的设计起着至关重要的作用。

燃烧室是燃料与空气混合并燃烧的场所，其设计的合理性直接关系到燃烧的效率和质量。

一个理想的燃烧室设计应该能够实现快速、均匀且完全的燃烧过程，同时尽量减少能量的损失和污染物的排放。

首先，我们来谈谈燃烧室的形状。

常见的燃烧室形状有楔形、盆形和半球形等。

楔形燃烧室结构简单，制造容易，但在燃烧过程中可能存在混合气分布不均匀的问题。

盆形燃烧室则在一定程度上改善了混合气的分布，但燃烧速度相对较慢。

而半球形燃烧室由于其空间利用率高，混合气流动顺畅，燃烧速度快且均匀，因此在高性能发动机中较为常见。

燃烧室的容积大小也是设计中需要重点考虑的因素。

较小的燃烧室容积可以提高压缩比，从而增加燃烧压力和温度，提高发动机的功率输出。

但过小的容积可能导致燃烧不完全，增加污染物排放。

相反，过大的燃烧室容积会降低压缩比，使燃烧效率下降，影响发动机的性能。

因此，燃烧室容积的选择需要在功率、燃油经济性和排放之间找到一个平衡。

在燃烧室的设计中，进气道和排气道的布置也非常关键。

合理的进气道设计能够使新鲜空气均匀地进入燃烧室，形成良好的混合气。

进气道的形状、长度和弯曲程度都会影响进气的流动特性。

例如，较长而弯曲的进气道可以增加进气的惯性，提高充气效率，但也可能导致进气阻力增大。

排气道的设计则需要确保燃烧后的废气能够迅速排出，减少排气阻力，以提高发动机的换气效率。

火花塞的位置对于燃烧过程也有着重要的影响。

火花塞通常安装在燃烧室中混合气最容易被点燃的位置，以确保快速而可靠的点火。

一般来说，火花塞应位于燃烧室的中心或靠近中心的位置，这样可以使火焰传播距离最短，燃烧更加迅速和均匀。

此外，燃烧室的材料选择也不容忽视。

由于燃烧室内的温度和压力较高，需要选用能够承受高温、高压和腐蚀的材料。

汽油机燃烧室的设计原则1.燃烧效率：燃烧室的设计应确保燃烧过程充分、稳定和完全。

燃烧室应该能够提供足够的空气和燃料混合，并且使其在适当的时间和位置点火。

合适的燃烧过程可以保证发动机提供的动力更强大，同时减少能量损失和废气排放。

2.热传递和热损失：燃烧室的设计应尽量减少热能的损失和传递。

通过合理地选择材料和减小热辐射、对流和传导等热能流失方式，可以提高燃烧室热效率，使燃料的能量更好地转化为机械动力，从而提高发动机的整体能效。

3.燃烧稳定性：燃烧室的设计需要保证燃烧的稳定性，因为不稳定的燃烧容易引起发动机噪音、震动、磨损和过度自燃等问题。

通过合理的气缸形状、喷油器的位置和喷雾特性等设计，可以提供稳定的燃烧条件，使发动机运行更加平稳和可靠。

4.污染物排放：燃烧室的设计需要降低废气排放，特别是氮化物（NOx）、碳氢化合物（HC）和颗粒物的排放。

通过优化燃烧室的结构和形状，改善燃烧过程，可以减少废气中有害物质的生成和排放，从而降低对环境的污染。

5.运行特性：燃烧室的设计需要满足不同工况下的需求，包括低负荷和高负荷工况。

燃烧室应该能够在不同负荷下提供合适的燃烧速率、效率和排放性能，并且保持较宽的工作范围。

6.成本和制造工艺：燃烧室的设计还需要考虑成本和制造工艺的因素。

燃烧室的结构应该简单、易于制造，并且能够适应大批量生产的要求。

综上所述，燃烧室的设计要遵循燃烧效率、热能传递、燃烧稳定性、排放控制、运行特性和成本等原则。

通过合理地选择燃烧室的结构、形状、喷油器位置和喷雾特性等设计参数，可以实现更高效、环保和可靠的汽油机燃烧室。

航空发动机的燃烧特性与优化航空发动机作为现代航空技术的核心，其性能的优劣直接决定着飞机的飞行速度、航程、可靠性以及经济性等关键指标。

而燃烧过程作为航空发动机工作的核心环节之一，其特性和优化对于提升发动机的整体性能具有至关重要的意义。

燃烧特性是指在航空发动机燃烧室内燃料与空气混合、燃烧以及能量释放的一系列过程中所表现出的各种特征。

首先，燃料的燃烧速度和燃烧稳定性是两个关键特性。

燃烧速度直接影响着发动机的功率输出，如果燃烧速度过慢，会导致发动机动力不足；反之，如果燃烧速度过快，则可能引发燃烧不稳定甚至爆震等危险情况。

燃烧稳定性则关系到发动机在不同工况下能否持续、平稳地工作，特别是在高空、低温等恶劣环境下，保持稳定的燃烧对于飞行安全至关重要。

其次，燃烧的温度分布也是一个重要特性。

过高的燃烧温度不仅会对发动机部件造成热损伤，降低其使用寿命，还会增加氮氧化物等污染物的排放；而过低的燃烧温度则会导致燃烧不完全，降低燃料的利用率。

此外，燃烧室内的压力分布、气流速度和燃料与空气的混合比例等特性，都会对燃烧过程产生显著影响。

为了优化航空发动机的燃烧过程，科研人员采取了多种策略和技术手段。

一方面，通过改进燃烧室内的结构设计来优化燃烧特性。

例如，采用更合理的进气道和喷油嘴设计，以促进燃料与空气的充分混合；优化燃烧室的形状和尺寸，改善气流流动和压力分布，从而提高燃烧效率和稳定性。

另一方面，燃料的选择和改进也是优化燃烧的重要途径。

新型的航空燃料具有更高的能量密度和更好的燃烧性能，能够在一定程度上提升发动机的性能。

同时，对燃料的喷射方式和喷射时刻进行精确控制，可以实现更精准的燃烧控制，提高燃烧的效率和稳定性。

此外，先进的燃烧控制技术也是优化航空发动机燃烧的关键。

例如，采用电子控制系统实时监测发动机的运行参数，如温度、压力、转速等，并根据这些参数动态调整燃料的供应量和喷射时机，以实现最佳的燃烧效果。

同时，利用数值模拟和实验研究相结合的方法，深入研究燃烧过程的内在机理，为燃烧优化提供理论支持和技术指导。