柴油微引燃乙醇发动机的研究与仿真优化

发布时间：2020-04-28 19:20

【摘要】：压燃式发动机是商用运输领域,特别是船舶的主要动力来源。目前的商用压燃式发动机以柴油机为主,有效率高和耐用性好的特点。但是,柴油机以柴油为燃料,这导致了对化石能源的依赖,同时也引起了较为严重的氮氧化物、碳烟等排放问题。进气道喷射乙醇、缸内直喷微量柴油引燃的燃烧方式是一种可以减少压燃式发动机对化石燃料依赖程度的燃烧方式,也可以实现极低的碳烟排放与较低的氮氧化物排放,但是面临较为严重的一氧化碳与未燃碳氢排放问题。国内外对于柴油微引燃乙醇的着火形式的研究,主要集中于实验探究,仿真研究相对较少。本研究对于柴油微引燃乙醇着火形式在压燃式发动机中的应用进行了实验验证与仿真优化,通过实验验证了柴油微引燃乙醇着火的燃烧形式在压燃式发动机中的实用性,发现适当提前喷油时刻可以减少一氧化碳与碳烟排放;通过仿真优化,得到了优化的燃烧室形状、喷油器喷孔锥角、喷油时刻的组合,很好地控制了柴油微引燃乙醇发动机的未燃碳氢与一氧化碳排放过高的问题,与原始工况相比,未燃碳氢排放减少了96.68%,一氧化碳排放减少了94.64%,代价是氮氧化物排放略有增加,增量为12.01%,发动机热效率下降0.3个百分点。
【图文】：

图 2-1 柴油微引燃乙醇单缸发动机测试系统Fig.2-1 Diesel MPII Ethanol Single Cylinder Engine Test System试验中，，采用奥地利 AVL 公司的 GU13P 型压电式压力传感器测量发动机的瞬时压力变化，采样间隔为 0.1°CA。在相同工况下，连续测试发动机的工作循环，以进行缸内压力平均值的计算。基于所得到的缸内压力平均值，

上海交通大学硕士学位论文喷射系统。使用日本 HORIBA 公司的 MEXA-8120 型自动尾气分 NOx、UHC、CO、CO2排放进行测试，其中采用 NDIR 方法检测用 FID 方法检测 UHC，采用 CLD 方法检测 NOx。碳烟浓度测赛尔（ZEXEL）公司的 DSM-20AN 型烟度计。台架系统布置如图 2-
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U664.1

【参考文献】

相关期刊论文 前6条

1 马玉坡;刘福水;何旭;李向荣;荣美霞;杜巍;;进气道喷射乙醇柴油引燃的燃烧特性可视化[J];内燃机学报;2014年04期

2 耿超;张玉银;徐斌;吴健;韩海;;喷雾特性CFD仿真的准确性与效率的探讨[J];内燃机工程;2015年06期

3 姚春德;王建云;刘军恒;耿鹏;;柴油/掺水乙醇二元燃料燃烧特性研究[J];农业机械学报;2014年05期

4 郑尊清;李善举;刘海峰;尧命发;徐佳;杨彬彬;;正丁醇燃料特性对柴油机低温燃烧影响的机理[J];内燃机学报;2013年02期

5 宋福祥;姜北平;秦克印;洪伟;段伟;解方喜;;高压共轨柴油机喷雾特性研究[J];车用发动机;2011年02期

6 任平;遗传算法(综述)[J];工程数学学报;1999年01期

相关博士学位论文 前1条

1 邓鹏;定容弹内低温燃烧条件下乙醇柴油喷雾和燃烧特性实验研究[D];华中科技大学;2014年

相关硕士学位论文 前3条

1 程卿;激波管内正庚烷点火延时的实验研究[D];上海交通大学;2012年

2 王银年;遗传算法的研究与应用[D];江南大学;2009年

3 刘伟;中心复合设计在裂区试验中的实现[D];天津大学;2006年

本文编号：2643784