内燃机学报周期

推导出粒子在气缸内涡流中的运动轨迹方程，提出了周边混合气流形成的原理。发明柴油机的热混合理论。建立了周期性脉动式流动的能用速度分布方程，并求得了其频率影响的无因次式，从而解决了层流流量计多年来未解决的理论问题和设计问题。研究开发成功我国第一台转速为3000转/分以上的高速柴油机和第一台两级自由活塞式发动机压气机。创建高校内燃机专业内燃机是国民经济与国防各部门广泛应用的动力机械，50年代初，我国不仅内燃机工业基础十分薄弱，而且高等院校尚未设立内燃机专业。作为这一领域的专家，史绍熙回国后当即积极推动与筹划，并于翌年（1952年）建立了天津大学内燃机专业，成为我国这一专业学科的首创者之一。他亲任内燃机教研室主任并讲授热工学、气体动力学、燃烧学、内燃机设计、高速柴油机原理与设计、自由活塞发动机等课程。同时，他又组织翻译了我国高等学校通用的第一套苏联内燃机教材及其教学计划和教学大纲，建立了内燃机实验室，并注意培养青年教师，为我国内燃机高等教育奠定了基础。1956年他被选任为我国首批研究生导师，开始招收研究生。这也是由我国专家自行培养内燃机高级人才之始。 他一贯主张教学与科研相结合，把不断提高教师自身素质与学术水平和更好地为国家建设培育人才紧密联系在一起，使高等学校成为教学与科研两个中心，达到既出人才又出成果的双重目的。1958年任主管内燃机与热能的第二机械系主任后，又在取得天津市的支持下创建了天津内燃机研究室；1960年又扩建为教育部与天津市共同领导的天津内燃机研究所并由他亲任所长，承担了不少国家重要科研项目和新产品开发任务。他全面组织领导了105系列与85系列柴油机和多种小型汽油机的设计、研究与发展工作，并在小型高速柴油机研制上取得了新突破，研究成功我国第一台标定转速达3000转/分（实验室内高达4000转/分）的新机型，可满足军用发电、快艇辅机和汽车动力的需要，为我国内燃机产品发展作出了重要贡献。1960年他还主持设计研制成功了第一台自由活塞发动机－压气机联合装置，并编写了《自由活塞式发动机》一书，填补了我国的一项空白。1976年随着我国历史性的转折，年已六旬的史绍熙在教学与科研工作上也进入了新阶段。1979年担任天津大学副校长兼热物理工程系主任，并创立了工程热物理专业，接着又筹建了热能研究所，兼任所长，广泛地进行了能源利用与开发研究。1981年被评选为我国首批博士研究生导师。1984年又被聘任为美国世界开放大学研究生指导教授。1987年他主持建成了第一个内燃机燃烧学国家重点实验室，并亲任主任和学术委员会主任，同时建立了我国唯一的内燃机学科博士后科研流动站。他全面负责领导着这两个重要部门的工作。到目前为止，他已培养出博士10人、硕士40人，并已承担博士后科研指导工作。1981～1986年他出任天津大学校长。在他的任期内，天津大学得到了长足的发展，先后成立了研究生院、管理学院、石油化工学院、材料科学与工程系、物理系、化学系、力学系、人文与社会科学系、外语系等，使之由多科性工科大学扩大为以工科为主，理、工、文、管各科相结合的综合性大学。 他非常重视国际学术交流，并在国内外学术界担任着许多重要职务。在他任校长以后，与国外高校进行了更加广泛的联系与合作，先后同美、英、加拿大、法、德、日、波兰、挪威、新西兰等国22所大学建立了校际合作关系。他不仅常应邀到国外讲学和参加国际学术活动，而且于1984、1985年在国内组织了两次国际会议。1989年他又组织召开了世界性的第18届国际内燃机会议（CIMAC）并担任大会主席。他作为中国内燃机学会理事长，与德国内燃机协会签定了两国合作协议，他还以中国大学内燃机学科组主席的名义与英国大学内燃机学科组签定了学术交流协议，为我国内燃机学术界走向世界，进入先进行列做出了重要贡献。发明复合式燃烧系统50年代末至60年代初期，我国工业和经济正面临着一个极其困难的时期。当时，国内生产的柴油机，性能均已明显落后，有的产品在生产和配件供应上也遇到了困难。国民经济的发展，迫切需要依靠自己的力量设计新一代的产品。其中，最关键的问题则是寻求适合我国当时国情的燃烧系统。为此，史绍熙提出了一种全新的燃烧方式，并定名为复合式燃烧过程，经过近四年的试验研究，获得了成功并于1963年通过了鉴定。 复合式燃烧过程的发明，不仅是他在柴油机燃烧理论方面的一项新突破，而且在应用上也作出了贡献，在国内外产生了重大影响。 关于柴油机的燃油－空气混合与燃烧方式，历来都遵循着传统的“空间式”或“容积式”理论，亦即在设计燃烧系统时，应将燃料喷成油雾，均匀地分布在燃烧室空间，避免油束触壁。1955年，西德MAN公司Meurer一反传统观念，提出了“油膜式”或“壁面式”燃烧过程（M过程），亦即将95%左右的燃料喷涂于燃烧室壁面上形成油膜，由少量的油雾在空间与空气混合着火，油膜随之蒸发燃烧。这一过程在该公司的一些产品上得到应用，并取得了轻声无烟的良好效果。但是，经过我国的研究与实践，发现了它的某些局限性，其中突出的两个问题是当时喷油嘴的生产不易解决，发动机冷起动较困难。史绍熙面对我国中小型高速柴油机发展中的困境，于1959年提出了既适合中国国情而又兼具上述两种燃烧方式长处的新型燃烧系统一复合式燃烧过程。他巧妙地把空间燃烧与油膜燃烧相结合，利用气缸内空气涡流随发动机工况变化的规律，改变燃油在空间与壁面上分布配比，使之在发动机起动或低速运转时，由于涡流速度低，空间燃料增多而具有“空间式”特点，从而克服了M过程起动困难的缺点；当发动机高速运转时，由于涡流速度高，壁面燃料多，又具有“油膜式”的特点，其结果不仅改善了柴油机的燃烧过程，降低了燃油消耗率，而且还可燃用多种燃料，特别是避免了采用小型多孔式喷油嘴，而采用我国大量生产的具有自清作用的轴针式喷油嘴，适应了当时我国的制造与使用条件。这不仅是我国第一个具有独创性的燃烧过程，而且也早于国外后来出现的类似过程（如德国的D过程和H过程）。日本京都大学著名教授长尾不二夫在“压燃式发动机的燃烧”论文中评价这一新的燃烧过程时指出：“天津大学史绍熙教授发明用普通燃烧与壁面燃烧相结合的新方法，取得了良好效果。” 复合式燃烧系统及其理论已编入高等学校教材《内燃机原理》，并于1973年作为国际技术交流资料提供匈牙利。该燃烧系统已广泛用于我国X105系列柴油机上，曾有30多家工厂生产，年产量高达70多万千瓦。此项成果荣获1982年国家发明二等奖。内燃机缸内流动及燃油喷雾研究史绍熙身负教学、行政许多领导职务和社会兼职，但却始终作为学术带头人，坚持在科研工作的第一线。他一贯倡导在学习、吸收他人的先进思想与技术的基础上、结合我国实情与发展需要，走自已的创新道路，并在科研实践中身体力行。因此，他不仅把传统的“空间式”和“油膜式”两类不同性质的燃烧方式取长补短，巧妙结合，创造出复合式燃烧系统，而且在以后的工作，不断开拓进取，并在流体力学、燃烧学、缸内流动、燃油雾化等试验研究方面不断取得新的进展与成果。 他在燃烧室内空气运动与粒子运动的研究中，提出了粒子在旋转气流中的运动转迹新方程。实验证明，这一方程较之过去人们一直沿用的毕兴格（Pishinger）方程精确得多。他通过理论和实验研究，发展了热混合理论，并提出了柴油机周边混合气形成原理。 他在直喷式柴油机压缩过程湍流场变化规律的研究中，对压缩过程的能量转化进行了全面分析，并发现了在上止点附近燃烧室不同部位湍流强度的变化规律。这一新规律的发现，对了解混合气的形成与燃烧具有重要意义。 他在发动机充气过程的研究中又提出了在进气终结时缸内涡流比的计算公式，实验证明，较之国际上通用的昌卡图（Ricardo）公式更为精确。 长期以来，内燃机科技工作者始终把燃烧节能作为主攻的方向，其核心在于如何实现燃油与空气最有效的混合与燃烧。为此，他在致力于揭示缸内气体流动规律的同时，还开展了燃料喷雾特性的研究。他用高速纹影法、激光全息摄影法、激光阴影法、激光衍射法和气体喷射模拟法，研究了柴油机的喷雾特性，并取得了一些重要成果。例如，油束的碰壁反溅对混合与燃烧有重要影响，适当的碰壁反溅作用可以提高混合速率，加快燃烧速度，但过多的燃料碰壁却会产生相反的效果。在高喷射压力下，燃油的射流将引起“卷吸”作用，使油束周围产生旋涡运动。这一现象称为环涡运动（Toroidal movement），而喷油压力愈高，环涡强度愈大。这是一个新发现。经实验证明，当喷油压力达130兆帕时，喷雾的SMD值比在常规喷油压力下的粒度小得多，一般在5～10微米之间。此外，还发现沿喷雾轴线方向向前和沿喷雾半径向外的SMD均有增大的趋势，在油束端部和外围仍有大量燃料尚未蒸发。这与过去一些学者认为燃油由喷孔射出后立即蒸发成蒸汽的论点也是不同的。这些新发现对柴油机的混合气形成与燃烧过程的研究具有十分重要的意义。研究发动机测试新技术当今世界对内燃机的性能和排放要求日益严苛，这就更加需要深入研究解决它的一系列理论与实践问题。然而，内燃机缸内油气混合与燃烧却是一种极其复杂的瞬变过程，要探明并掌握它的内在规律，其测试技术就成了具有决定作用的手段。史绍熙多年来一直十分重视这一领域的新技术开发与应用，并也取得了不少成果。 早在1949年他就研究成功了测量内燃机空气消耗量用的片式粘性流量计，1957年他又发表了“关于内燃机空气消耗量的测定法”论文，文中全面分析了脉动流的速度变化和压力变化对测量误差的影响，并提出了消除或减小测量误差的方法。这也是该领域内在我国最早发表的论文，从而引起了有关专家们的注意并推动了这方面研究工作的发展。此外，他还首次把粒子示踪法应用于缸内流动测量，并引起国际上的重视。 内燃机缸内压力测量误差及其解决方法，一直是国际内燃机界重视而又未获满意解决的问题。为此，史绍熙开展了这一课题的研究，并于1987年在英国机械工程学会组织的国际会议上发表了“内燃机气缸内压力测量的数值仿真及数字信号处理的研究”论文。首次成功地把数字信号处理和数字滤波技术应用于内燃机缸内压力测量，并由此提出了一种测量缸内压力的新方法。在此方法中，保留了一个短的测压通道，以避免热冲击效应，而通道效应则用数字滤波法滤除。与此同时，还发展了三种数字滤波法，用于对示功图的处理，以代替目前常用的“光顺法”，取得了良好的效果。此外，还提出了内燃机示功图测量误差的热力学修正法。 在激光测雾和测速技术方面，史绍熙也进行了许多工作。例如，1987年他成功地研究出应用激光衍射原理的柴油机喷雾场自动分析测量系统。该系统具有阵列光电探测器并行变换和多路同步触发并行取样及数字延时控制等特点，适用于柴油机等的瞬时断续变化的喷雾场实时自动分析测量，可以对次喷射过程中的不同时刻的喷雾进行测试。这一成果经专家们鉴定，达到了国际先进水平。1988年他研究成功了光电调制反馈激光多普勒测速仪，突破了传统LDA的构成模式，用变频光学频移技术和光电混合反馈技术，将光路和电路连接闭环负反馈跟踪环路，提高了信噪比，降低了成本。这项研究成果获得了国家专利。用甲醇在内燃机上进行燃的研究随着世界性的石油危机的出现，内燃机正面临着燃料资源短缺和燃用石油产品造成的大气环境污染日益严重问题。为此，许多国家都在积极开展非石油制品作为内燃机燃料的研究，其中甲醇则是一种来源丰富的潜在燃料。如果用以作为内燃机的代用燃料，不仅大量节省柴油和汽油，又可减少排放污染。有鉴于此，史绍熙于1980年在我国首先进行了柴油机燃用甲醇的研究，并在第15、16两届国际内燃机燃烧学术会议上先后发表了“甲醇作为柴油机代用燃料的研究”和“双燃法燃用甲醇的研究”论文。在第8届国际醇类燃料会议上发表了“在柴油机上用双燃料法燃用甲醇的燃料控制系统的研究”论文。1988年在492Q型汽油机上进行了燃用纯甲醇（M100）的研究并取得成功，热效率较原机提高33%～48%，燃油消耗率达到了国际先进水平。1989年又完成了“柴油机用热表面点火法燃用纯甲醇（M100）的研究”，热效率比原柴油机提高4%，功率也增加了9．6%。这些成果为我国今后大量节约石油，拓宽内燃机燃料资源开辟了新途径。编纂专著和大型工具书史绍熙在忙于教学与科研工作的同时，还致力于专著、论著和大型工具书的编纂工作。他在国内外刊物上已发表了70多篇论文。1983年创办了《内燃机学报》，这是我国内燃机行业唯一的高级学术刊物。它国内外稿件兼收，中英文稿并载，所登的论文为国外多家信息系统所收录，在国内外产生了重大影响。此外，他还主编了《燃烧科学与技术》杂志，并兼任《工程热物理学报》副主编和《中国科学》与《科学通报》的编委。1984年中国农业机械出版社出版了他所主编的380多万字的《柴油机设计手册》。这是我国第一部全面总结柴油机设计经验，兼收国外最新技术成果的大型工具书，具有较高的实用价值和学术价值。1988年开始，他又主编了300多万字的《内燃机设计手册》，机械工业出版社已作为重点科技图书，于1992年正式出版。此外，他还担任了《中国大百科全书》机械卷动力机械部分主编。 他还参加了我国各个时期的科技发展规划工作，其中包括国家科委制定的《1960年国家科学技术长远发展计划》、《1978～1985年全国科学技术发展规划纲要》、1986～2000年基础研究长远发展规划的制定等，为我国的科学技术发展作出了贡献。

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内燃机学报属中国科技论文统计用刊，工程索引(EI)，金属文摘(Metadex -Collection)收录期刊，中国科技期刊管理数据库，中国科学引文数据库，中国科学技术期刊文摘(CSTA)数据库(英文版)刊源。《内燃机学报》主要刊载内燃机方面有较高水平的研究论文和阶段性研究报告，或重要学术问题的评述性文章，也包括产品结构性能改进、设计计算新方法、测试新技术与设备、新工艺与新材料等方面有较高参考价值和实用价值的文章。主管单位：中国科学技术协会主办单位：中国内燃机学会ISSN：1000-0909CN：12-1086/TK周期：双月语种：中文开本：大16开影响力：中文核心期刊（2008）期刊级别：08版北大核心

柴油机一般吊缸周期为8000-12000小时，现代电喷机18000-24000小时