Actualmente, los motores de combustión interna siguen desempeñando un papel importante a la hora de alcanzar los objetivos de bajas emisiones de carbono. Los vehículos híbridos y eléctricos han logrado ciertos avances tecnológicos y la mejora continua de la eficiencia térmica de los motores de combustión interna favorece el pleno aprovechamiento de la eficacia técnica de los dispositivos de propulsión eléctrica. El uso de la recirculación de gases de escape (EGR) de alto flujo para aumentar la relación de compresión y lograr una combustión pobre es la tecnología central utilizada para mejorar la eficiencia de los motores de combustión interna. La optimización del proceso de combustión y el desarrollo de nuevas tecnologías de combustión juegan un papel importante en el desarrollo tecnológico de los motores de los vehículos. Este artículo describe las tendencias actuales de desarrollo tecnológico de los motores de vehículos, describe la tecnología de motores desarrollada en base al proceso de conducción de vehículos eléctricos, se centra en las cuestiones clave que afectarán la futura tecnología de combustión de motores e introduce los nuevos conceptos y métodos de combustión de motores y otros. resultados de la investigación y perspectivas de desarrollo.
0?Prólogo
Para resolver diversos problemas en el rápido desarrollo de la industria automotriz, los investigadores han mejorado efectivamente la purificación de los gases de escape y el proceso de operación de los motores de combustión interna mediante el uso de tecnología avanzada. . Recientemente, con la orientación y el apoyo continuos de las políticas internas de Japón, el gobierno japonés está promoviendo gradualmente los vehículos eléctricos puros (EV) y poniéndolos en aplicaciones prácticas. Al mismo tiempo, para satisfacer las necesidades internas de Japón en materia de bajas emisiones de carbono, los investigadores aún necesitan mejorar aún más la eficiencia térmica de los motores.
Este artículo primero explica las tendencias de desarrollo de la sociedad y la economía japonesas y la popularidad de los automóviles, describe el progreso de la tecnología de los motores de los vehículos y luego analiza los motores que se pueden utilizar en los sistemas de propulsión eléctrica de los automóviles. y su impacto en el futuro Se estudian las tecnologías clave del proceso de combustión del motor.
1? Necesidades sociales y nuevos avances en la tecnología de motores
Como se muestra en la Figura 1, con la recuperación gradual de la economía social después de la Segunda Guerra Mundial, la industria automotriz nacional de Japón se ha desarrollado rápidamente. Esto ha causado una variedad de problemas sociales, especialmente el deterioro del medio ambiente y del clima causado por las emisiones de los automóviles, así como los daños a la salud humana. Los investigadores han propuesto requisitos adicionales para los estándares de emisiones mediante la realización de encuestas y estudios sobre las emisiones de escape de los vehículos en todo Japón. Para satisfacer las necesidades sociales, el gobierno japonés ha formulado nuevas regulaciones sobre emisiones y ha ido endureciendo gradualmente los límites de las mismas. En los últimos años, para suprimir el efecto invernadero global, los investigadores deben reducir aún más las emisiones de CO2 de los automóviles, al mismo tiempo que logran una alta eficiencia de los motores y mejoran aún más la economía de combustible de los automóviles.
Como se muestra en la Figura 2, los investigadores calcularon la cantidad total de las emisiones anteriores midiendo los hidrocarburos (HC), los óxidos de nitrógeno (NOx) y las partículas (PM) emitidas por los automóviles. El proceso de cambio y la proporción. de emisiones producidas por cada modelo de vehículo. Entre las emisiones producidas por los vehículos diésel, los NOx y las PM representan alrededor del 85%. Los HC representan aproximadamente el 60% de las emisiones producidas por los vehículos de gasolina. Con el paulatino fortalecimiento de las regulaciones, las emisiones contaminantes de los automóviles han comenzado a disminuir paulatinamente. Por ahora, a excepción de los oxidantes fotoquímicos y las PM2,5, otras emisiones pueden cumplir básicamente los estándares medioambientales correspondientes.
Para cumplir con las regulaciones de emisiones anteriores, los investigadores comenzaron a desarrollar aún más el proceso de investigación y desarrollo con el objetivo de mejorar el rendimiento del motor y mejorar la economía de combustible. Muchos avances importantes, incluida la tecnología de componentes de motores, se benefician principalmente de métodos avanzados de cálculo numérico y tecnología de análisis.
Los investigadores han logrado una serie de avances en los siguientes campos técnicos de los motores de gasolina: (1) control preciso de la relación aire-combustible en el sistema de suministro de combustible y tecnología de desactivación de cilindros durante la desaceleración; (2) tecnología de bujías; Mejora técnica y tecnología de encendido de alta energía; (3) Mejora del método de accionamiento de levas en el sistema de accionamiento de válvulas y tecnología de control basada en fase y elevación variable (4) Optimización del proceso de deflagración y reducción de pérdidas por bombeo; Adopción de tecnologías de mejora de los sistemas de admisión y escape, incluida la recirculación de gases de escape (EGR) y los sistemas de sobrealimentación. (6) Se utilizan tecnologías de lubricación, refrigeración y otras para reducir las pérdidas mecánicas.
Además, en el campo de la tecnología de motores diésel, se incluyen sistemas de 4 válvulas, tecnología de inyección directa en cilindro, dispositivos EGR, sistemas de intercooler, sistemas de turbocompresor de sección variable y sistemas de inyección de combustible de tipo riel. Se han logrado una serie de avances. Mediante el uso de un catalizador de oxidación y un filtro de partículas de escape diésel (DPF), así como un sistema de postratamiento de gases de escape que reduce los catalizadores de NOx, los investigadores han logrado gradualmente los objetivos técnicos de reducir las emisiones y mejorar la eficiencia térmica de toda la máquina.
2? Tecnología de motores en la era de la propulsión eléctrica del automóvil
Desde 2017, los sistemas de propulsión eléctrica de los automóviles se han desarrollado rápidamente y su proceso de desarrollo está estrechamente relacionado con los siguientes factores: (1 ) Los gobiernos y departamentos relevantes en los principales países y regiones (como Europa occidental, China, California, etc.) han introducido políticas de apoyo y otorgado subsidios económicos (2) Las políticas operativas de los principales fabricantes de automóviles (OEM);
En Europa, aprovechando la puerta de emisiones diésel de Volkswagen como una oportunidad, los investigadores han reformulado las regulaciones de emisiones para los vehículos tradicionales con motor de combustión interna y han propuesto soluciones a los problemas ambientales, al mismo tiempo, los vehículos eléctricos y los enchufables. Se irán introduciendo progresivamente vehículos eléctricos híbridos (PHEV). En China, además de adoptar políticas pertinentes de protección ambiental, los departamentos gubernamentales también están promoviendo vigorosamente la fabricación y venta de vehículos de nueva energía (EV, vehículos de pila de combustible (FCV) y PHEV). Como se muestra en la Figura 3, en la última década, el número de automóviles de pasajeros en China ha crecido rápidamente. Los OEM también están utilizando varios métodos para obtener una comprensión profunda de las tendencias de desarrollo del mercado automovilístico chino y explorar las estrategias correspondientes. pautas.
En respuesta a las tendencias de desarrollo anteriores, la estructura industrial de la industria del automóvil también ha experimentado una serie de cambios y empleados de diferentes industrias se han ido incorporando gradualmente al campo del automóvil. Con la popularidad gradual de los vehículos de nueva energía en todo el mundo, las principales empresas automotrices han ampliado su escala comercial de manera específica para lograr un desarrollo estandarizado. Al mismo tiempo, las principales empresas automotrices también han fortalecido la cooperación con los OEM de equipos eléctricos y han asegurado la construcción y mejora de los sistemas de suministro de baterías, construyendo así gradualmente una plataforma tecnológica basada en este campo.
Para adaptarse a las necesidades de la era actual de la conducción de vehículos eléctricos, la tecnología de los motores ha ido mostrando gradualmente una tendencia a la diversificación, y también se han desarrollado plenamente varios sistemas de energía híbridos. Los vehículos eléctricos híbridos (HEV) todavía necesitan llevar consigo combustibles fósiles tradicionales, por lo que mejorar continuamente la economía de combustible del motor sigue siendo una prioridad absoluta. Con la aplicación efectiva del ciclo Atkinson y otras tecnologías, se espera que los HEV reduzcan el consumo de combustible del vehículo aproximadamente entre un 20% y un 50%.
En la actualidad, los investigadores han enumerado la tecnología de control de la combustión, la reducción de la pérdida de enfriamiento y las tecnologías relacionadas para suprimir la deflagración como cuestiones importantes que deben resolverse con urgencia. En lo que respecta a los PHEV, sus ventajas técnicas son similares a las de los HEV.
PHEV? puede ampliar eficazmente la autonomía del vehículo y reducir por completo el consumo de combustible. Sin embargo, a medida que aumenta la capacidad de la batería, aumenta la masa del vehículo, lo que provocará problemas como un empeoramiento del ahorro de combustible y un aumento de los costes. En este sentido, los investigadores sugieren que se puede utilizar la propulsión eléctrica pura como modo de conducción básico y un motor pequeño con una potencia máxima de unos 20 kW como extensor de autonomía. Al mismo tiempo, los investigadores también se esfuerzan por mejorar el fenómeno de fricción del motor, al mismo tiempo que hacen que la unidad de potencia sea más ligera y utilizan el ciclo Atkinson según corresponda.
3? Desarrollo de la tecnología de combustión del motor
3.1? Nuevos métodos de combustión
Para lograr una alta eficiencia de los motores de los vehículos, los investigadores deben utilizar tecnología avanzada sin componentes. . Teniendo plenamente en cuenta las pérdidas por refrigeración, los investigadores estudiaron el coeficiente de liberación de calor. Durante la combustión, dado que la eficiencia térmica aumenta gradualmente durante la etapa inicial de liberación de calor, es necesario que los investigadores controlen el tiempo de encendido durante la combustión. Si la presión máxima se limita a un nivel inferior y la duración de la combustión es más corta, los investigadores deben retrasar en consecuencia el inicio de la liberación de calor. Para acortar la duración de la combustión del motor cuando se quema una mezcla pobre, algunos investigadores han propuesto un plan para utilizar eficazmente la combustión premezclada.
Actualmente, los investigadores están prestando cada vez más atención a la tecnología de encendido por compresión de carga homogénea (HCCI). La tecnología HCCI puede funcionar completamente en condiciones de funcionamiento de baja carga de motores de gasolina, pero en condiciones de funcionamiento variables, es difícil controlar adecuadamente el proceso de autoignición de la mezcla. El encendido por chispa puede quemar de forma fiable parte de la mezcla. Actualmente, se han puesto en práctica métodos para lograr la ignición por compresión de mezclas pobres y controlar la combustión rápida. Además de utilizar un sistema de accionamiento de válvula variable para lograr un proceso de relación de compresión variable y utilizar sobrealimentación mecánica para lograr el control de la entrada de aire, los investigadores también utilizaron inyección directa de gasolina a alta presión para formar una mezcla adecuada mientras que el uso de EGR de gran flujo reduce las temperaturas de combustión. , reduciendo así las emisiones de NOx. Al mismo tiempo, los investigadores utilizan sensores de presión de combustión instalados en cada cilindro para lograr un control preciso del proceso de combustión basándose en parámetros recopilados como la carga, la velocidad de rotación, la temperatura externa y la presión del aire.
Los investigadores también han realizado muchos estudios sobre la tecnología de encendido por compresión premezclada (PCCI). En este método de combustión, aunque se hacen esfuerzos para reducir las emisiones de NOx y hollín al mismo tiempo, aumentar el volumen de inyección aumentará la concentración de la mezcla y hará que el proceso de combustión sea demasiado duro. Por lo tanto, esta tecnología de combustión generalmente solo se aplica de forma parcial. condiciones de carga. Investigaciones relevantes también han demostrado que, además de utilizar EGR de gran flujo, la relación de compresión efectiva se puede reducir mediante el ciclo Miller, que puede lograr un proceso de combustión suave incluso en condiciones de alta carga y reducir significativamente los NOx y las partículas. Al mismo tiempo, los investigadores pueden mantener la eficiencia térmica sin cambios ajustando el índice de expansión. En el futuro, los investigadores podrán ampliar el área operativa eficiente del motor mediante la aplicación eficaz de la inyección, el control de la combustión y otras tecnologías relacionadas.
En los últimos años, los investigadores han estudiado la tecnología de encendido por compresión controlada por reacción (RCCI). En este proceso de combustión, se utiliza la combustión rápida del gas premezclado como forma principal para aumentar la isovolumetricidad y lograr una mayor eficiencia térmica indicada. El control estable del encendido en diversas condiciones de carga, la supresión del violento proceso de liberación de calor y la garantía de la eficiencia de la combustión son cuestiones importantes que deben resolverse con urgencia. Para mejorar aún más la eficiencia térmica, los investigadores creen que la tecnología de combustión PCCI mencionada anteriormente tiene buenas perspectivas de aplicación. Al mismo tiempo, para ampliar el área operativa eficiente del motor, se necesitan tecnologías avanzadas como el control de admisión y escape. El control de la inyección de combustible debe adoptarse en consecuencia.
3.2? Mezcla y combustión de aire-combustible
La formación de la mezcla aire-combustible tiene un impacto importante en el proceso de combustión del motor. La Figura 4 muestra un diagrama esquemático de la distribución de la tasa de liberación de calor en varios modos de combustión y la relación de equivalencia φ-temperatura T en el proceso de combustión del 50% utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD). El proceso de reacción de combustión se ve afectado principalmente por los siguientes factores, incluido el método de suministro de combustible, el proceso de formación de la mezcla de combustible y aire y la distribución φ-T?
En el proceso de combustión diésel ordinario, la inyección de combustible continúa en el cilindro incluso después de que se enciende la mezcla. Durante el proceso de adelgazamiento de la mezcla estratificada continúan los procesos de pulverización y combustión. Aunque la controlabilidad del proceso de ignición y combustión es mejor, la reducción de NOx y hollín al mismo tiempo sigue siendo un problema que debe resolverse con urgencia. En lo que respecta al método de combustión PCCI, generalmente se utilizan múltiples estrategias de inyección durante la carrera de compresión para lograr la estratificación de la mezcla, y la emisión de NOx es alta, mientras que la emisión de hollín es relativamente baja. En estas condiciones de trabajo, los investigadores pueden prolongar la duración de la combustión retrasando la inyección, reduciendo así la tasa de aumento de presión. En el proceso de combustión HCCI, el combustible generalmente se suministra durante la carrera de admisión para lograr la ignición por compresión de la mezcla pobre. Aunque las emisiones de NOx y hollín son pequeñas, es difícil controlar el proceso de incendio y combustión debido a la influencia de la velocidad de la reacción química. En condiciones de alta tasa de aumento de presión y baja carga, la eficiencia de la combustión disminuirá en consecuencia. Durante el proceso de combustión RCCI, debido a que los investigadores ajustaron las dos proporciones de combustible y el tiempo de inyección de combustible, se pueden suprimir eficazmente las emisiones de NOx y hollín, y se pueden lograr procesos estables de control de encendido y combustión. Actualmente, aún deben resolverse cuestiones como la mejora de la eficiencia de la combustión en condiciones de carga baja y la reducción del ruido de la combustión en condiciones de carga alta.
Con el rápido desarrollo de la informática en los últimos años, la tecnología CFD para los procesos de combustión de motores ha logrado grandes avances, y la precisión de la predicción también ha mejorado enormemente, y se ha convertido en una herramienta indispensable en la investigación y proceso de desarrollo. En la actualidad, los investigadores todavía necesitan mejorar aún más la precisión de la predicción y observar la morfología microscópica de la mezcla de combustible y aire.
Como se muestra en la Figura 5, en el modelo teórico del proceso estocástico propuesto por los investigadores, el combustible inicialmente separado (porcentaje de masa de combustible Y=1) y el aire (Y=0) logran una mezcla turbulenta y se forman gradualmente. un proceso de mezcla uniforme según la teoría del proceso estocástico. Este proceso de mezcla aplica el modelo de colisión y redispersión de dos cuerpos propuesto por investigadores relevantes. Este modelo utiliza la frecuencia ω determinada por las características de turbulencia para descomponer un bloque de fluido más grande después de que ha experimentado el proceso de colisión y fusión de 2 bloques de fluido más pequeños iguales. .
Los investigadores definieron el momento adimensional η integrando el tiempo de ω (este valor es consistente con el número promedio de colisiones de un bloque fluido) y puede usarse para expresar el grado de mezcla. En otras palabras, cuando eta = 2, la distribución se basa en la concentración dispersa, pero después de alcanzar gradualmente el estado de eta = 6, la concentración se aproximará a una distribución normal. Cuando η = 12, la concentración estará más cerca de la concentración promedio Yo, lo que indica que puede formar una mezcla de gases uniforme.
En la Figura 5, diferentes patrones de color representan la distribución de la concentración del combustible cuando se divide uniformemente en el espacio. Por lo tanto, juega un papel importante como índice de evaluación del proceso de mezcla turbulenta. Además, existe una relación numérica entre ω?, la intensidad de turbulencia u' y la proporción integral L?, la cual se puede calcular mediante la fórmula de ω=0.4u'/L?.
Los investigadores utilizaron este modelo para realizar estudios de predicción sobre el proceso de combustión adimensional del diésel. Durante el cálculo, se obtuvieron la cantidad de calor liberado y el proceso de presión que cambia con el tiempo. En consecuencia, los investigadores pueden calcular la cantidad de inyección de combustible, el tiempo de inyección, la relación de turbulencia, la presión en el cilindro y la tasa de liberación de calor en condiciones de EGR, prediciendo así razonablemente los cambios en la producción de NO.
A través de este modelo, los investigadores pueden derivar la distribución de probabilidad de la falta de homogeneidad y concentración del aire y el combustible, la temperatura posterior a la combustión y la tasa de producción de NO. Al aplicar la simulación CFD basada en el Sistema de Análisis Estocástico (RANS), los investigadores pudieron registrar de manera efectiva las condiciones microscópicas de mezcla dentro de cada unidad informática. Al introducir el método de cálculo de la cinética de reacción, los investigadores también pueden aplicarlo al proceso de combustión PCCI de motores diésel. Además, además de predecir el proceso de ignición por pulverización mediante cálculos adimensionales, los investigadores pueden derivar una función de cambio basada en el tiempo de mezcla según la presión medida y la tasa de liberación de calor, de modo que se puedan analizar los gases de escape durante múltiples inyecciones. En general, los investigadores consideran que también desempeñan un papel importante la predicción de las incertidumbres de ignición y las variaciones cíclicas en campos de flujo altamente turbulentos, así como la observación de los procesos de flujo resultantes de las colisiones de paredes.
3.3? Explicación de los fenómenos cerca de la pared de la cámara de combustión
Al adoptar el último esquema de diseño del sistema de combustión, los investigadores pueden implementar el mejor método para diversas especificaciones técnicas y condiciones de funcionamiento del motor. , pero si queremos mejorar aún más el proceso de combustión y aumentar la eficiencia térmica, todavía queda mucho trabajo de seguimiento por hacer.
Para resolver el problema de la conducción de calor inestable en la pared de la cámara de combustión, los investigadores utilizaron un dispositivo de combustión de volumen constante y un sensor de flujo de calor altamente sensible (Vatell, HFM-7), como se muestra en la Figura 6. la llama del chorro de gas y los cambios del flujo de calor en la superficie de la pared se midieron mediante la llama que se propaga de la mezcla uniforme. La Figura 7 muestra la presión de inyección de 8 MPa desde una boquilla con un diámetro de boquilla de 0,8 mm en condiciones de preignición (temperatura 950 K, presión 2 MPa, concentración de oxígeno 21%), el resultado de inyectar combustible de hidrógeno con una inyección. duración de 9 ms y permitiéndole encenderse y arder por sí solo. La Figura 7 muestra la relación entre la presión de combustión en el cilindro p, la tasa de liberación de calor dq/dt, la temperatura promedio Tave y el tiempo del flujo de calor qhf medido en dos puntos P1 y P2 en la pared de la cámara de combustión y el tiempo después. inyección t? El número en la Figura 7 (a) corresponde al momento de la imagen fotográfica a contraluz en la Figura 7 (b). Después de que el aerosol choca con la pared del contenedor (imagen ①), se enciende cerca de P2 dentro de los 3,25 ms posteriores a la inyección, dq/. dt El valor aumenta bruscamente (imagen ③). La llama alcanza P2 (imagen ②), se propaga rápidamente (imagen 4) y luego procede a la combustión difusa, alcanzando el punto de funcionamiento P1 en la imagen ⑤. Una vez finalizado el proceso de inyección (imagen ⑦), el valor dq/dt disminuye y el brillo de la llama disminuye (imagen ⑧, imagen ⑨). qhf corresponde al proceso de cambio del área de combustión anterior, P2 aumenta bruscamente en la imagen ④ y P1 aumenta bruscamente en la imagen ⑥. P2 continúa manteniendo un valor relativamente constante durante la combustión por difusión (imagen ④ ~ imagen ⑦). A medida que el brillo de la llama disminuye (imagen ⑧, imagen ⑨), qhf también disminuye lentamente. P1 Después de que aparece el valor máximo en la imagen ⑦, el valor qhf también disminuye. Además, la razón por la cual P2 tiene un valor qhf más alto que P1 es porque cerca de P2, el gas en combustión tiene una temperatura más alta debido al fenómeno de compresión adiabática. Con base en el análisis de la situación anterior, se sacaron dos conclusiones sobre el proceso de ignición cerca de la pared de la cámara de combustión: (1) Hay una gran pérdida de calor durante este proceso de combustión (2) Durante el proceso de autoignición y combustión de; la mezcla combustible, haga que el valor de qhf sea relativamente alto.
Además, para observar directamente la conducción de calor durante el proceso de combustión, los investigadores utilizaron un sensor con cinco microtermopares y midieron la distribución de temperatura cerca de la pared. Los cinco microtermopares son A, B, C, D y E respectivamente. Los diámetros de los cables de A, B y C son 25 μm, los diámetros de los cables D y E son 75 μm y la distancia de alargamiento es δ.
La Figura 8(a) muestra la relación entre la presión p en la cámara de combustión desde el encendido hasta el final de la combustión, la tasa de liberación de calor dq/dt, la temperatura T de cada termopar, la duración del flujo de calor local qhf y el tiempo. t? después del encendido. Además de mostrar la relación entre qhf y T, la Figura 8(b) también muestra dos extractos basados en la temperatura del gas no quemado Tu calculada a partir del cambio de presión y la imagen fotográfica con luz de fondo (Figura 8(c)) que fue ampliada y fotografiada cerca de el sensor de temperatura Las imágenes de ese momento se utilizan como ejemplos (23,90 ms y 32,45 ms respectivamente) y muestran la distancia x entre el frente de la llama y la pared después de que el frente de la llama se acerca a la pared durante aproximadamente 5 mm y dura. 14?ms. La Figura 8 muestra el valor de δ? de cada termopar en consecuencia. Durante el período en el que la temperatura en el cilindro aumenta bruscamente y, al mismo tiempo, en las mismas condiciones de diámetro de cable y un valor de δ? En las mismas condiciones de δ?, cuanto menor sea el diámetro del alambre, la constante de tiempo avanzará en consecuencia. T y qhf aumentarán lentamente con el calentamiento por compresión del gas no quemado. Debido al acercamiento del frente de llama, el valor dq/dt? En comparación con qhf se convierte en un valor máximo después de que el frente de llama alcanza la pared, hay una histéresis en la aparición del valor máximo de T?. Aunque los investigadores tuvieron plenamente en cuenta la constante de tiempo de la señal del termopar y la compensaron, el valor máximo de T también fue menor que la temperatura de la llama. Dado que el valor máximo de T? disminuirá a medida que δ?, los investigadores creen que el valor de T puede afectar la distribución de temperatura en la capa límite hasta cierto punto. Con base en los resultados de la misma medición en diversas condiciones, se pueden extraer las siguientes tendencias. En condiciones de alta temperatura de combustión, la temperatura y la velocidad de formación del flujo de calor aumentan rápidamente debido al calentamiento por compresión. Al mismo tiempo, debido al gran gradiente de temperatura, el qhf también aumentará en consecuencia.
En los últimos años, los investigadores han estado realizando estudios de cálculo y pruebas de modelos sobre fenómenos cercanos a la pared. Tomando como ejemplo el flujo de calor en la pared de la cámara de combustión del motor, los investigadores tradicionalmente lo han probado con termopares y lo han calculado basándose en análisis de transferencia de calor inestable. En el campo de los motores diésel, el aumento del flujo de calor debido a las colisiones con las paredes de la cámara de combustión limitará la mejora de la eficiencia térmica. Por lo tanto, actualmente los investigadores están utilizando múltiples sensores para medir el flujo de calor y estudiar los fenómenos de combustión. Al mismo tiempo, los investigadores utilizaron un sensor electrónico láser (LES) para realizar un análisis numérico de la dinámica de la pulverización de colisión y la distribución del flujo de calor local en la pared de la cámara de combustión, y estudiaron las imágenes fotográficas ampliadas cuando la llama estaba cerca de la pared. Basado en los resultados estimados del espesor de la capa límite de temperatura, verificando así el coeficiente de transferencia de calor y el flujo de calor.
En los últimos años, el uso de películas aislantes rotativas de temperatura de pared para mejorar la eficiencia térmica ha atraído la atención de los investigadores. Los investigadores utilizaron un método de medición de la temperatura de la pared basado en fluorescencia inducida por láser (LIF) y aprovecharon al máximo la velocimetría de imagen de partículas (μPIV) para medir el flujo de gas cerca de la pared. El mecanismo de combustión relevante muestra que el método anterior se aplica eficazmente en el proceso de diseño de la cámara de combustión del motor. Además, se ha desarrollado con éxito un sensor de prueba de haz térmico multipunto adyacente basado en tecnología microelectromecánica (MEM) de tipo termómetro de película delgada, y se espera que se aplique en el campo de las pruebas de motores en el futuro.
4? Conclusión
Lo anterior describe el progreso de la tecnología de motores de vehículos que puede satisfacer eficazmente las necesidades sociales y espera las condiciones de desarrollo relevantes en la era de la propulsión eléctrica del automóvil.
Con los cambios en el medio ambiente y las necesidades materiales, los requisitos de rendimiento del automóvil en todos los ámbitos de la vida también están aumentando gradualmente. En la actualidad, de acuerdo con el concepto técnico de ahorro de energía y reducción del consumo, los investigadores aún deben seguir mejorando la eficiencia térmica de los motores. El proceso de formación de la mezcla de aire y combustible, los fenómenos de combustión cerca de las paredes de la cámara de combustión y su tecnología de control serán áreas de investigación clave en los próximos años.
Este artículo fue publicado en el número 5 de 2020 de la revista "Automobiles and New Power"
Autor: [japonés] Shio Lu Changhong
Organizado por: Peng Huimin
Editor: Wusset
Este artículo proviene del autor de Autohome Chejiahao y no representa las opiniones ni posiciones de Autohome.