爆震

摘要： 本文基于一台四冲程单缸发动机开展了不同压缩比对湍流射流点火(TJI)汽油发动机性能和爆震特性的影响研究,试验所采用的压缩比为9、11、13和15,在每个压缩比工况下对不同过量空气系数λ进行研究.结果表明,高压缩比可以拓展湍流射流点火汽油发动机的稀燃极限,压缩比15工况下,可以实现λ=3稳定燃烧.增大压缩比并配合预燃室喷油可缩短发动机燃烧的滞燃期和燃烧持续期,进而提高射流点火发动机燃烧效率.1.41.9时,主燃烧室混合气过于稀薄,此时预燃室射流火焰对主燃室燃烧的影响增强.试验还发现,射流点火发动机和普通火花塞点火发动机在压力振荡方面存在较大差异,射流点火发动机的压力振荡从燃烧初期阶段开始一直持续到燃烧结束,这主要是由于高温射流对主燃室多点点火造成的压力振荡.在高压缩比和较浓混合气工况下,射流点火发动机可能还会发生早燃,因此有必要使射流点火发动机在稀燃条件下进行,以实现稳定高效燃烧.

摘要： 为了研究点火参数对L275E二冲程点燃式煤油机爆震的影响,利用试验和数值模拟相结合的方法研究了点火提前角与点火能量对煤油发动机在爆震燃烧时性能的影响,以及点火提前角为30°BTDC~36°BTDC时,缸内爆震燃烧反应速率与点火提前角为34°BTDC时,不同曲轴转角缸内压力的变化情况。结果表明:当点火提前角为34°BTDC,点火能量为39.49 mJ时,出现轻微爆震,发动机功率为7.3 kW,燃油消耗率为611.5 g/(kW·h),动力性与经济性较好,增大点火能量对爆震强度的增幅不大,适当增大点火能量有利于煤油机的稳定运行。通过数值模拟得到在发生爆震燃烧的时刻,爆震燃烧出现在远离火花塞的壁面位置,且其位置随着曲轴转角变化而改变,进而导致爆震时压力振荡。

摘要： 随着我国军事力量建设进程加快,爆震引起的耳鸣及听力损失问题日益突出。爆震性耳鸣及听力损失动物模型的建立对探究爆震性耳鸣及听力损失的发病机制和有效防治方法的建立具有重要意义。本文通过探讨模型动物的选择、爆震暴露条件的设置、模型鉴定的检测指标等方面进行综述。为建立合理的爆震性耳鸣及听力损失动物模型,开发该疾病的防治和治疗手段提供参考。

摘要： 本文在全面阐述劣质油田伴生气处理现状的基础上,全面分析了劣质油田伴生气成分对燃气内燃机的影响,为燃气内燃机组设备选型提供了理论依据。

摘要： 目的探讨地骨皮乙素对低温爆震肺氧化应激损伤的影响及机制。方法将24只雄性C57/BL小鼠随机分入对照组、模型组、地骨皮乙素组,每组各8只。地骨皮乙素组灌胃给予地骨皮乙素4.0 g/kg,每天1次,连续4周;对照组和模型组分别灌胃给予等体积生理盐水。将模型组和地骨皮乙素组小鼠进行低温爆震处理。湿干重检测肺组织含水率;酶联免疫吸附试验检测肺组织超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA);反转录酶-聚合酶链锁反应和Western-blot检测肺组织Nrf2、Keap1、ARE mRNA和蛋白表达水平。结果与对照组比较,模型组小鼠肺组织含水量升高(P<0.05);与模型组比较,地骨皮乙素组小鼠肺组织含水量降低(P<0.05)。模型组小鼠SOD1、SOD2、MDA水平均高于对照组(P<0.05),地骨皮乙素组小鼠SOD1、SOD2、MDA水平均低于模型组(P<0.05)。模型组小鼠Nrf2、Keap1、ARE mRNA表达水平均高于对照组(P<0.05),地骨皮乙素组小鼠Nrf2、Keap1、ARE mRNA表达水平均低于模型组(P<0.05)。与对照组比较,模型组小鼠Nrf2、Keap1、ARE蛋白表达水平升高(P<0.05);与模型组比较,地骨皮乙素组小鼠Nrf2、Keap1、ARE蛋白表达水平降低(P<0.05)。结论地骨皮乙素能够有效改善低温爆震损伤小鼠肺组织的氧化应激损伤,机制与调节Nrf-Keap1-ARE通路有关。

摘要： 目的探讨CD28基因在爆震致肠道损伤中的作用及机制。方法将16只健康雄性C577BL/6小鼠随机分入正常对照组(n=8)和爆震伤模型组(n=8),将16只健康雄性CD28基因敲除小鼠随机分入CD28基因缺失组(n=8)和PI3K抑制剂组(n=8)。通过自主研发的爆震伤模型装置建立爆震致肠道损伤模型。每日观察小鼠情况,测量体质量变化;HE染色观察各组肠道损伤情况;TUNEL检测组织细胞凋亡损伤;Western-blot检测肠道组织氧化应激相关蛋白丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)-1、SOD-2及PI3K、AKT、Nrf2通路蛋白表达情况。结果爆震伤模型组小鼠活动度降低,体质量明显减轻(P0.05)。与正常对照组小鼠比较,爆震伤模型组肠道组织中PI3K、AKT、Nrf2通路蛋白表达升高(P0.05)。结论CD28基因在爆震致肠道损伤中发挥重要作用,其机制可能与PI3K/AKT/Nrf2通路有关。

摘要： 以一台1.5 L气道喷射汽油机为研究对象,根据汽油机台架试验结果与喷水器喷雾特性,利用AVL FIRE软件建立了进气道喷水汽油机三维模型,仿真分析了水雾的发展过程与分布状态,研究了4组喷水量对汽油机爆震和缸内燃烧过程的影响规律。结果表明,水雾发展至气门附近即被蒸发,仅有少量水雾以液态形式进入缸内。随喷水量增加,爆震指数降低,降幅达33.70%,缸内温度与压力曲线逐渐向后、向下移动。喷水量为13.186 mg时缸温峰值与不喷水相比下降20.27 K,缸压峰值降低0.48 MPa。缸内进水量低于喷油量的5%时,水雾对爆震和缸内燃烧过程影响微弱。喷水对速燃期影响效果更显著。随喷水量增加,火焰传播速度降低,速燃期延长,累积放热率曲线后移,总燃烧持续期共延长2.5°曲轴转角。

摘要： 为探究进气道喷射(PFI)氢发动机燃烧特性,以一台四冲程PFI氢发动机为研究对象,开展了关键参数(点火时刻、当量比)对氢发动机燃烧及爆震特性影响的试验研究,其中点火时刻在-5°CA~-30°CA内变化,当量比在0.5~0.8内变化.结果表明,随着点火时刻从-5°CA提前到-30°CA,发动机做功能力逐渐降低,循环变动逐渐增大;将当量比从0.5提高到0.7时,发动机做功能力有所下降且循环变动增大,综合发动机做功能力和循环变动来看,-15°CA点火时刻发动机性能最优;根据统计学角度分析得知,从点火时刻-25°CA开始,随着点火时刻的推迟,平均爆震强度呈现先增大后降低的趋势;平均爆震强度随当量比的提高整体呈增大趋势,但其对当量比的敏感性与点火时刻密切关联,-15°CA~-20°CA点火时,增大当量比会使平均爆震强度明显增加;同时,点火时刻较为提前或推迟时爆震概率对当量比的敏感性较大,增大当量比会使爆震概率明显增加、爆震起始时刻提前.此外,在高当量比条件下,初期循环中一般强度爆震的累加作用会诱发超级爆震.

摘要： 基于一台汽油/天然气两用燃料的涡轮增压三缸发动机,建立GT-Power仿真模型,研究喷水对准氩气动力循环发动机工作过程的影响。结果表明,在低负荷工况下,喷水后缸内的温度和压力都下降;增大水气比(水和甲烷的质量比)和推迟点火则传热损失减少但排气损失增加,存在热效率提升的较宽水气比范围和最优的水气比,推迟点火时刻和喷水对于爆震有良好的抑制作用。在大负荷爆震工况下,喷水能够显著抑制爆震,提前点火时刻可以得到更优的燃烧效率,喷水可使制动平均有效压力(Brake Mean Effective Pressure,BMEP)为0.6 MPa时指示热效率提高0.2%、有效热效率提高0.1%,0.8 MPa工况的指示热效率提高0.4%、有效热效率提高0.2%,1.2 MPa工况的指示热效率提高1.2%、有效热效率提高0.8%(水气比为1工况相对于水气比为0.4工况)。结合低负荷工况和高负荷工况的表现,发现喷水能有效抑制发动机的爆震,并能提升发动机的热效率。

摘要： 清华大学喷雾燃烧与推进实验室长期专注于极高速、强可压和高瞬变等极端条件下的两相流和反应流前沿科学问题,并致力于应用基础研究成果解决航空航天动力与推进系统的关键技术难题。综述了实验室近些年在极端条件下两相流动和含化学反应流动物理机理、数理模型与数值算法等方面的研究进展。首先,介绍了实验室发展的耦合高瞬变相变过程的强可压缩气液两相界面流的数理模型和高精度数值方法,以及针对激波受气液(曲)界面约束情况下,描述非定常激波透射/反射(如波角、波强等物理量关系)的激波动力学分析方法。其次,基于上述模型、算法与分析方法,实验室研究了激波液滴相互作用、高速液滴撞击壁面等一系列问题,解析了上述高瞬变过程中复杂波系与界面的时空演化过程。以被激波或壁面冲击的液滴内流体空化初生为例,揭示了曲界面汇聚膨胀波诱导流体空化的机理,推导了预测空化初生位置的理论公式。最后,介绍了面向发动机燃烧室内的强可压缩两相喷雾反应流动,实验室开发了基于Euler-Lagrange框架的高性能数值仿真软件TURFsim,并成功用于真实复杂几何结构的航空发动机燃烧室和超声速燃烧室的数值模拟。以典型的超声速混合层流动数值模拟为例,总结了斜激波增强混合层混合特性的规律及其物理机理,获得了极限条件火核生成及火焰的传播模式与机理,详细分析了液雾弥散与蒸发、小激波和局部爆震波的时空演化特性,提出使用“第三Damk hler数DaⅢ”定量表征燃烧模式,应用该无量纲参数成功进行了局部准等容燃烧过程的辨识与演化分析。上述研究结果对于航空航天发动机燃烧室复杂物理过程的理解及工程设计具有重要价值。

摘要： 对H2/Air静止预混气中爆震波起爆过程进行试验研究,重点关注爆震波临界起爆状态下的发展过程.试验中设定H2/Air静止预混气当量比为1.0,改变预混气初始压力,采用高速阴影系统对爆震波起爆过程中的前导激波和火焰面进行观察.当初始压力为43KPa 时,预混气处于临界起爆状态,前导激波后紧跟着湍流火焰,前导激波和火焰前锋的传播速度大约是理论CJ速度的60%和50%,并且前导激波与火焰面之间的壁面出现斜激波组和带状火焰;当壁面设置障碍物时,在临界起爆工况预混气中形成了爆震波。

摘要： 本文用大涡模拟耦合复杂化学反应动力学的方法对HCCI 汽油机中的爆震燃烧过程进行了研究。模拟结果表明，采用LES的三维CFD 耦合化学反应动力学方法可以解析出HCCI 汽油机燃烧过程中细致的湍流、组分、温度和压力分布。在壁面传热与湍流交互的作用下，在燃烧室内出现了温度略高的局部热点，形成了多点自燃。三维燃烧场显示，HCCI 燃烧的爆震现象起源于可燃混合气中微小不均质性导致的燃烧室内随机多点自燃。这种多点自燃是由于高温氧化（HTO）和低温氧化（LTO）放热速率的明显差异所引起的。由于HTO 反应迅速（微秒级）而LTO 反应较慢（毫秒级），在压缩上止点附近燃烧室内多点进入HTO 阶段，而其他区域仍处于LTO 阶段，HTO 接近定容放热，迅速到达绝热火焰温度，在燃烧室中产生多个显著的压力梯度，从而产生了压力波。压力波在燃烧室中的传播、反射和叠加引起了压力震荡，由于压力波在气缸内中反射被聚焦，在气缸中心的压力波振幅最大，破坏性更强。

摘要： 末端混合气自燃是传统汽油机爆震发生的根源，但在新型燃烧方式HCCI 燃烧中混合气大面积自燃却并不一定发生爆震。对爆震机理的研究需要进一步深入分析爆震过程中压力波的形成过程。本文为了研究气缸壁面对爆震过程中压力波形成的影响，建立了一维流体力学耦合化学反应动力学的自燃发展数值模型，对气缸内的压力波的形成、反射和叠加过程进行了模拟研究。结果表明，局部自燃形成的压力波在传播过程中碰到壁面后会发生全反射，反射波与正向波的叠加将会增加压力波的振幅和爆震的强度。而这种叠加和增幅的效果将随着初始自燃位置距离壁面距离的增加而逐渐弱化，越靠近壁面的自燃越容易引起爆震。

摘要： 本文对GDI发动机利用两次喷射策略形成分层当量比混合气抑制爆震的思路进行了研究,着重分析了两次喷射策略中第二次喷射时刻和比例对燃烧、爆震和排放的影响,并对比了分层当量比混合气与传统的推迟点火时刻和加浓混合气抑制爆震方法的燃烧排放特性差异.结果表明:分层当量比混合气能够实现抑制爆震的效果,且浓区混合均匀时可减弱分层对燃烧效率和平均指示压力的降低;分层当量比混合气可利用三效催化剂高效的降低HC、CO和NOx的排放;分层混合气会由于混合不均造成碳烟生成,分区均质的分层混合气组织形式将有助于降低分层带来的碳烟排放;分层当量比混合气抑制爆震可减弱推迟点火时刻对负荷的降低,而与加浓抑制爆震方法相比,则可以显著提高燃油经济性并降低排放.

摘要： 爆震波具有直接和间接两种起爆方式。本文概述了直接起爆的过程和基本原理，介绍了爆震管、热射流、激波诱导爆震和激光起爆四种直接起爆的实现方式，并对各种实现方式的工作原理、影响因素和特点进行了详细分析。间接起爆就是DDT过程，本文分析了DDT的实现过程和影响因素，并对缩短DDT长度的措施进行了阐述。

摘要： 本文基于一台1.3L采用米勒循环技术的直喷汽油机研究了进气门关闭定时、有效压缩比及CA50在其控制策略中的作用。研究结果表明，采用米勒循环技术可以降低有效压缩比从而压制爆震的发生；同时由于有效压缩比的降低，爆震倾向降低，可以通过提前点火时刻来提前CA50，提高燃烧等容度，从而提高热效率。通过优化米勒循环的控制策略，可以在整车的全部常用工况范围内实现极低的燃油消耗率。

摘要： 将一台2.0L 自然吸气式汽油机改装为氢内燃机，通过发动机台架试验，进行了其非正常燃烧特性试验研究，并分析了爆震、早燃、回火之间的关系。试验结果表明：多缸发动机中，一个缸发生回火会引起其他缸发生类似回火样的进气压力波动；多缸机中，一个循环中发火顺序连续的两缸同时发生回火，由于两缸的耦合作用，该循环进气管压力可能不会明显出现两个峰值；氢内燃机中连续的爆震会引发早燃，早燃不断提前会发生回火。

摘要： 本文利用一台快速压缩机研究了汽油和柴油类燃料正庚烷混合燃料的着火过程。通过改变混合燃料的成分和活塞压缩比，研究了着火过程中峰值压力、压力升高率和着火延迟期等参数的变化规律。研究表明，对于本文中所选取的不同比例汽油/正庚烷混合燃料，其缸压曲线均呈现出两阶段上升的趋势，说明在主燃烧阶段之前存在着一个低温放热反应阶段。随着燃料内汽油成分的增加，缸内峰值压力下降，并且两阶段的着火延迟期显著延长。此外，随着汽油比例的增加，缸内两阶段压力升高率也会明显下降，避免了在较高压缩比条件下产生爆震的可能性。

摘要： 本文利用数值模拟及试验来研究配气相位对发动机低速外特性能的影响。通过研究单顶置凸轮轴发动机，配气相位与发动机充气效率、残余废气系数、点火角之间的关系，发现进气门开启或关闭时刻提前能提高充气效率，增大爆震倾向。然后通过研究CVVT 发动机，发现进气相位提前能提高充气效率，排气相位对充气效率、残余废气系数、点火角也有较大影响。

摘要： 使用容弹作为封闭管道,采用高速摄影研究了氢-氧火焰在封闭管道中的传播及末端混合气自燃过程。结果表明，管道内氢-氧火焰在传播过程中，存在先加速后减速的情况，火焰的加速过程产生了激波。当激波碰壁后反向穿过火焰面时，会使火焰减速或滞止，并造成火焰失稳，形成“郁金香”火焰结构。再次反射的激波同向穿过火焰时，将使火焰加速。在某些情况下末端区在受到激波多次压缩后将产生自燃，自燃火焰也存在加速过程，并产生激波。

摘要： 本发明提出了一种脉冲爆震发动机燃烧室结构及起爆方法，通过在嵌入主爆震室的射流管尾部侧向开孔，在射流头部采用火花塞点火，携带大量活性基团的热射流从射流管尾部侧孔和右端出口进入主爆震室，使得初始点火能量显著放大，同时射流管尾部开孔的结构又实现了多点火源点火，既有利于激波间的相互碰撞、叠加、火焰前端激波强度的增强，又增大了点火面积，进而使得爆震波在较短的距离内产生。本发明极大地缩短了主爆震室中DDT距离，提高了脉冲爆震发动机的工作频率。

摘要： 一种爆震预测方法，有效地抑制强爆震，提高发动机的可靠性。在使汽油燃料的混合气燃烧的发动机(1)中，预测规定强度以上的爆震(强爆震)的发生。在燃烧初期检测燃烧室(17)中的压力(缸内压)。在燃烧进行的过程中，将缸内压与预先设定的基准值SV比较，判别缸内压是否超过基准值SV。缸内压超过基准值SV的情况下，预测为在燃烧结束之前的期间中会发生强爆震。

摘要： 本发明一种脉冲爆震与旋转爆震组合式多通道燃烧室，包括脉冲爆震燃烧腔、第一级旋转爆震燃烧腔、第二级旋转爆震燃烧腔、第三级旋转爆震燃烧腔、空气与燃料喷注器和燃烧室排气腔。本发明结合脉冲爆震燃烧室和旋转爆震燃烧室的结构特点，开设有组合式多通道的爆震燃烧室结构，当旋转爆震燃烧室和脉冲爆震燃烧室同时工作时，能够有效解决脉冲爆震燃烧室的间歇式排气，导致燃烧室工作稳定性降低的问题；同时能有效增加燃烧室的流通面积，提高燃烧室的推重比；通过控制不同燃烧室是否点火工作，可有效调节燃烧室的输出功率。本发明保证了燃烧室工作的稳定性，提高了燃烧室的空间利用率，增加了燃烧室的输出功率，拓宽了燃烧室输出功率的调节范围。

摘要： 本发明提供一种旋转爆震发动机复合主动冷却结构，包括燃油对流冷却和气膜冷却；燃油对流冷却是利用燃油在燃烧室和喷管壁面的冷却通道内通过对流换热吸热，然后经集油箱收集后统一进入燃烧室参与燃烧，既利用了燃油热沉的吸热实施有效冷却，又提高燃油温度从而有利于组织燃烧，提高燃烧效率。气膜冷却是利用冷却空气通过燃烧室壁面上的倾斜气膜孔进入燃烧室内腔形成气膜，既能阻隔燃烧室壁面与高温燃气的直接接触，又能避免高温燃气倒灌、达到气膜贴壁的效果。本发明能够改善旋转爆震发动机的工作环境，增加燃烧室和喷管的使用寿命，提高发动机整体的运行可靠性。

摘要： 本发明公开了一种早燃和高强度爆震下抑制爆震的进气量控制方法及装置，属于发动机爆震与气量控制领域，其中，方法的实现包括：根据发动机早燃发生的次数确定第一目标气量限值，在发生发动机早燃时，通过逐步降低发动机进气量来抑制爆震，在早燃不再发生时逐渐恢复发动机最大进气量为第一目标气量限值；根据发动机爆震强度确定第二目标气量限值，在发生高强度爆震时，通过逐步降低发动机进气量来抑制爆震，在高强度爆震未发生后先稳定第一预设时间后再逐渐恢复发动机最大进气量为第二目标气量限值。通过本发明可有效抑制爆震。

摘要： 本发明一种脉冲爆震与旋转爆震组合式多通道燃烧室，包括脉冲爆震燃烧腔、第一级旋转爆震燃烧腔、第二级旋转爆震燃烧腔、第三级旋转爆震燃烧腔、空气与燃料喷注器和燃烧室排气腔。本发明结合脉冲爆震燃烧室和旋转爆震燃烧室的结构特点，开设有组合式多通道的爆震燃烧室结构，当旋转爆震燃烧室和脉冲爆震燃烧室同时工作时，能够有效解决脉冲爆震燃烧室的间歇式排气，导致燃烧室工作稳定性降低的问题；同时能有效增加燃烧室的流通面积，提高燃烧室的推重比；通过控制不同燃烧室是否点火工作，可有效调节燃烧室的输出功率。本发明保证了燃烧室工作的稳定性，提高了燃烧室的空间利用率，增加了燃烧室的输出功率，拓宽了燃烧室输出功率的调节范围。

摘要： 本发明提供一种单通道供氧爆震燃烧室模块及爆震燃烧室，单通道供氧爆震燃烧室模块包括燃烧室组件、氧化剂供给组件和燃料喷注组件。爆震燃烧室由多个爆震燃烧室模块构成并配合点火组件。多环缝燃烧室结构设计的爆震发动机，使得推力可调的范围扩大，通过对多个燃烧室工作状态的组合，控制推力的变化，控制系统简单有效，实现宽域度的推力快速精准调节与控制；随飞行器外型设计燃烧室，提升空间的利用率；燃烧室采用燃料多通道供给，互不影响，稳定安全；单通道的氧化剂供应通道，氧化剂的通道结构简单，一路氧化剂的供应，实现多环燃烧室的点火，不工作的燃烧室依然会有氧化剂通过，给相邻的燃烧室提供冷却保护。

摘要： 本发明提供一种爆震燃烧室模块及爆震燃烧室，爆震燃烧室模块包括燃烧室组件、氧化剂供给组件和燃料喷注组件。爆震燃烧室由多个爆震燃烧室模块构成并配合点火组件。氧化剂和燃料均为对应的单独通道，可以实现氧化剂和燃料的精准控制，采用多环缝的燃烧室集成一体的结构，空间利用率高，推力可调范围广，可适应多场景推力需求。可靠性强，相当于一台集成式发动机，具备多个独立的燃烧室，可独立工作。空间利用率高，同等推力需求下体积更小，质量更轻。

摘要： 本发明提供一种旋转爆震发动机复合主动冷却结构，包括燃油对流冷却和气膜冷却；燃油对流冷却是利用燃油在燃烧室和喷管壁面的冷却通道内通过对流换热吸热，然后经集油箱收集后统一进入燃烧室参与燃烧，既利用了燃油热沉的吸热实施有效冷却，又提高燃油温度从而有利于组织燃烧，提高燃烧效率。气膜冷却是利用冷却空气通过燃烧室壁面上的倾斜气膜孔进入燃烧室内腔形成气膜，既能阻隔燃烧室壁面与高温燃气的直接接触，又能避免高温燃气倒灌、达到气膜贴壁的效果。本发明能够改善旋转爆震发动机的工作环境，增加燃烧室和喷管的使用寿命，提高发动机整体的运行可靠性。

摘要： 本实用新型公开了一种带有平顺爆震燃气能量分布结构的脉冲爆震燃烧室，包括依次连通的燃烧室进气道、脉冲爆震燃烧室、脉冲爆震燃气能量分布调整装置和过渡段；其中，燃烧室进气道内安装有进气锥，进气锥内设置有雾化空气通道、燃料通道和锥形旋流喷嘴，雾化空气通道与由燃烧室进气道外伸入至进气锥内的高压雾化空气进气管道相连，燃料通道与由燃烧室进气道外伸入至进气锥内的燃料供给管道相连，锥形旋流喷嘴与雾化空气通道和燃料通道相连，在进气锥的末端安装有气动阀；脉冲爆震燃烧室上设置有火花塞安装座，火花塞安装座上安装有火花塞。本实用新型解决了脉冲爆震燃烧高温燃气能流密度集中、涡轮对爆震燃气能量转换提取效率低、爆震燃烧波压力反传的问题。