缸内双喷柴油机压燃燃烧模式的仿真实验探究
发布时间：2021-07-15 17:50
本文充分利用煤基甲醇和F-T柴油的理化特性,探究了缸内双喷柴油机燃烧与排放的特性。首先在AVL-FIRE仿真软件中选取合适的数学模型以及计算模型,再改变燃烧室结构以及初始涡流比,优化发动机缸内气体流动,使混合气更容易达到着火的理想状态,并在此基础上探究了1200r/min、1800r/min时的最佳甲醇喷油时刻,以及1800r/min中低负荷下的最佳甲醇占能比以及最大甲醇占能比,结合引燃油启喷压力、喷油锥角、压缩比参数的变化,探究缸内双喷柴油机燃烧特性和排放特性的影响。结果表明:1)缩口燃烧室内形成的涡流强于直口燃烧室和敞口燃烧室,涡流持续时间长,压峰可达到7.23MPa,等容度最优,缸内压力梯度分布均匀,SOOT、CO排放量较低,但NOx排放量稍高。随着初始涡流比的升高,缸内气体运动越来越剧烈,有利于提高燃油空气混合速率以及燃烧速率。但涡流比过大时,燃油在周向的偏移增大,相邻油束间会发生重叠,导致燃烧恶化,本文最佳初始涡流比为SR=2。2)1200r/min低负荷、1800r/min中负荷两个工况下的最佳甲醇喷油时刻分别为130℃A BTDC和55℃A BTDC,除NOx排放略有升高...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 HCCI燃烧模式的局限
1.3 双燃料发动机研究进程
1.3.1 国内外双燃料发动机实验研究进程
1.3.2 基于仿真软件下双燃料发动机的研究进程
1.4 项目来源及支持
1.5 本文主要研究内容
1.5.1 课题的提出
1.5.2 研究的主要内容
第二章 缸内双喷柴油机数值模拟理论基础以及模型的建立
2.1 台架实验设备
2.2 控制方程
2.3 数学模型的建立
2.3.1 湍流模型
2.3.2 喷雾模型
2.3.3 燃烧模型
2.3.4 排放模型
2.4 计算模型的建立
2.4.1 动网格划分
2.4.2 初始及边界条件的确定
2.5 模型验证
2.6 本章小结
第三章 燃烧系统参数对缸内双喷柴油机燃烧及排放的影响
3.1 燃烧室结构对缸内双喷柴油机燃烧及排放的影响
3.1.1 不同燃烧室结构对缸内双喷柴油机流场的影响
3.1.2 燃烧室结构对缸内双喷柴油机燃烧特性的影响
3.1.3 燃烧室结构对缸内双喷柴油机动力性能以及排放的影响
3.2 涡流比对缸内双喷柴油机燃烧与排放性能的影响
3.2.1 涡流比对缸内双喷柴油机流场的影响
3.2.2 涡流比对缸内双喷柴油机燃烧特性的影响
3.2.3 涡流比对缸内双喷柴油机排放性能的影响
3.3 本章小结
第四章 甲醇运行参数对缸内双喷柴油机燃烧与排放的影响
4.1 甲醇喷油时刻对缸内双喷柴油机燃烧与排放的的影响
4.1.1 甲醇喷油时刻对缸内双喷柴油机燃烧特性的影响
4.1.2 甲醇喷油时刻对缸内双喷柴油机排放特性的影响
4.2 甲醇占能比对缸内双喷柴油机燃烧与排放的影响
4.2.1 甲醇占能比对缸内双喷柴油机燃烧特性的影响
4.2.2 甲醇占能比对缸内双柴油机排放特性的影响
4.3 本章小结
第五章 其他参数对缸内双喷柴油机燃烧及排放的影响
5.1 引燃油启喷压力对缸内双喷柴油机燃烧与排放的影响
5.1.1 引燃油启喷压力对缸内双喷柴油机喷雾空间特性与油气混合的影响
5.1.2 引燃油启喷压力对缸内双喷柴油机燃烧过程及性能的影响
5.1.3 引燃油启喷压力对缸内双喷柴油机排特性的影响
5.2 喷油锥角对缸内双喷柴油机燃烧与排放的影响
5.2.1 喷油锥角对缸内双喷柴油机喷雾空间特性与油气混合的影响
5.2.2 喷油锥角对缸内双喷柴油机燃烧过程及性能的影响
5.2.3 喷油锥角对缸内双喷柴油机排放特性的影响
5.3 压缩比对缸内双喷柴油机燃烧与排放的影响
5.3.1 压缩比对缸内双喷柴油机喷雾空间特性与油气混合的影响
5.3.2 压缩比对缸内双喷柴油机燃烧过程及性能的影响
5.3.3 压缩比对缸内双喷柴油机排放特性的影响
5.4 本章小结
第六章 全文总结及展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读研究生期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]甲醇喷入时刻对缸内双喷柴油机燃烧与排放影响的数值模拟分析[J]. 武文捷,朱建军,吴子龙. 可再生能源. 2019(03)
[2]双燃料直喷发动机喷孔几何位置对燃烧排放的影响[J]. 韩丹,王谦,何志霞,谭小强,邵长胜,金煜. 内燃机学报. 2017(03)
[3]提高柴油机燃烧过程仿真计算精度的标定方法[J]. 李向荣,陈彦林,赵陆明,刘福水. 农业工程学报. 2017(04)
[4]基于AVL-Fire的柴油机缸内燃烧仿真模拟[J]. 程清波,卢莉莉,耿莉敏,王城. 汽车实用技术. 2016(11)
[5]燃烧室形状对醇醚燃料发动机燃烧和排放影响的数值模拟[J]. 张莉娟,张翠平,张鹏超,范博. 机械设计与制造. 2016(02)
[6]基于AVL FIRE柴油机燃用生物柴油的数值模拟[J]. 谢健锋,姜水生,谢宗让. 南昌大学学报(工科版). 2015(02)
[7]预混合气浓度和温度对DMCC发动机运行边界的影响[J]. 姚春德,韩国鹏,银增辉,刘军恒. 内燃机学报. 2015(01)
[8]喷油压力及背压对丁醇柴油喷雾影响的模拟及验证[J]. 吴健,花阳,王站成,徐斌,朱莉莉. 农业工程学报. 2014(21)
[9]柴油机燃烧室结构对混合气形成及燃烧特性的影响[J]. 林学东,顾静静,李德刚,侯玉晶,崔磊. 吉林大学学报(工学版). 2014(06)
[10]基于AVL-FIRE的氢发动机燃烧过程分析[J]. 杨光,杨振中. 机械设计与制造. 2013(04)
硕士论文
[1]增压直喷汽油机油气混合分析与性能参数优化[D]. 陈善平.湖南大学 2012
[2]高强化柴油机进气流动与缸内燃烧的多维数值模拟研究[D]. 杨文昊.北京交通大学 2009
[3]预混合压燃氢气/柴油发动机混合气形成与燃烧过程的研究[D]. 宋云超.北京交通大学 2008
[4]直喷式柴油机涡流室燃烧系统的燃烧模拟[D]. 刘宇.大连理工大学 2007
[5]LPG-柴油双燃料发动机电控喷气系统设计与燃烧特性分析[D]. 郭晓亮.江苏大学 2005
[6]二甲醚/甲醇双燃料均质压燃发动机的试验研究[D]. 陈征.广西大学 2004
本文编号：3286179
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 HCCI燃烧模式的局限
1.3 双燃料发动机研究进程
1.3.1 国内外双燃料发动机实验研究进程
1.3.2 基于仿真软件下双燃料发动机的研究进程
1.4 项目来源及支持
1.5 本文主要研究内容
1.5.1 课题的提出
1.5.2 研究的主要内容
第二章 缸内双喷柴油机数值模拟理论基础以及模型的建立
2.1 台架实验设备
2.2 控制方程
2.3 数学模型的建立
2.3.1 湍流模型
2.3.2 喷雾模型
2.3.3 燃烧模型
2.3.4 排放模型
2.4 计算模型的建立
2.4.1 动网格划分
2.4.2 初始及边界条件的确定
2.5 模型验证
2.6 本章小结
第三章 燃烧系统参数对缸内双喷柴油机燃烧及排放的影响
3.1 燃烧室结构对缸内双喷柴油机燃烧及排放的影响
3.1.1 不同燃烧室结构对缸内双喷柴油机流场的影响
3.1.2 燃烧室结构对缸内双喷柴油机燃烧特性的影响
3.1.3 燃烧室结构对缸内双喷柴油机动力性能以及排放的影响
3.2 涡流比对缸内双喷柴油机燃烧与排放性能的影响
3.2.1 涡流比对缸内双喷柴油机流场的影响
3.2.2 涡流比对缸内双喷柴油机燃烧特性的影响
3.2.3 涡流比对缸内双喷柴油机排放性能的影响
3.3 本章小结
第四章 甲醇运行参数对缸内双喷柴油机燃烧与排放的影响
4.1 甲醇喷油时刻对缸内双喷柴油机燃烧与排放的的影响
4.1.1 甲醇喷油时刻对缸内双喷柴油机燃烧特性的影响
4.1.2 甲醇喷油时刻对缸内双喷柴油机排放特性的影响
4.2 甲醇占能比对缸内双喷柴油机燃烧与排放的影响
4.2.1 甲醇占能比对缸内双喷柴油机燃烧特性的影响
4.2.2 甲醇占能比对缸内双柴油机排放特性的影响
4.3 本章小结
第五章 其他参数对缸内双喷柴油机燃烧及排放的影响
5.1 引燃油启喷压力对缸内双喷柴油机燃烧与排放的影响
5.1.1 引燃油启喷压力对缸内双喷柴油机喷雾空间特性与油气混合的影响
5.1.2 引燃油启喷压力对缸内双喷柴油机燃烧过程及性能的影响
5.1.3 引燃油启喷压力对缸内双喷柴油机排特性的影响
5.2 喷油锥角对缸内双喷柴油机燃烧与排放的影响
5.2.1 喷油锥角对缸内双喷柴油机喷雾空间特性与油气混合的影响
5.2.2 喷油锥角对缸内双喷柴油机燃烧过程及性能的影响
5.2.3 喷油锥角对缸内双喷柴油机排放特性的影响
5.3 压缩比对缸内双喷柴油机燃烧与排放的影响
5.3.1 压缩比对缸内双喷柴油机喷雾空间特性与油气混合的影响
5.3.2 压缩比对缸内双喷柴油机燃烧过程及性能的影响
5.3.3 压缩比对缸内双喷柴油机排放特性的影响
5.4 本章小结
第六章 全文总结及展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读研究生期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]甲醇喷入时刻对缸内双喷柴油机燃烧与排放影响的数值模拟分析[J]. 武文捷,朱建军,吴子龙. 可再生能源. 2019(03)
[2]双燃料直喷发动机喷孔几何位置对燃烧排放的影响[J]. 韩丹,王谦,何志霞,谭小强,邵长胜,金煜. 内燃机学报. 2017(03)
[3]提高柴油机燃烧过程仿真计算精度的标定方法[J]. 李向荣,陈彦林,赵陆明,刘福水. 农业工程学报. 2017(04)
[4]基于AVL-Fire的柴油机缸内燃烧仿真模拟[J]. 程清波,卢莉莉,耿莉敏,王城. 汽车实用技术. 2016(11)
[5]燃烧室形状对醇醚燃料发动机燃烧和排放影响的数值模拟[J]. 张莉娟,张翠平,张鹏超,范博. 机械设计与制造. 2016(02)
[6]基于AVL FIRE柴油机燃用生物柴油的数值模拟[J]. 谢健锋,姜水生,谢宗让. 南昌大学学报(工科版). 2015(02)
[7]预混合气浓度和温度对DMCC发动机运行边界的影响[J]. 姚春德,韩国鹏,银增辉,刘军恒. 内燃机学报. 2015(01)
[8]喷油压力及背压对丁醇柴油喷雾影响的模拟及验证[J]. 吴健,花阳,王站成,徐斌,朱莉莉. 农业工程学报. 2014(21)
[9]柴油机燃烧室结构对混合气形成及燃烧特性的影响[J]. 林学东,顾静静,李德刚,侯玉晶,崔磊. 吉林大学学报(工学版). 2014(06)
[10]基于AVL-FIRE的氢发动机燃烧过程分析[J]. 杨光,杨振中. 机械设计与制造. 2013(04)
硕士论文
[1]增压直喷汽油机油气混合分析与性能参数优化[D]. 陈善平.湖南大学 2012
[2]高强化柴油机进气流动与缸内燃烧的多维数值模拟研究[D]. 杨文昊.北京交通大学 2009
[3]预混合压燃氢气/柴油发动机混合气形成与燃烧过程的研究[D]. 宋云超.北京交通大学 2008
[4]直喷式柴油机涡流室燃烧系统的燃烧模拟[D]. 刘宇.大连理工大学 2007
[5]LPG-柴油双燃料发动机电控喷气系统设计与燃烧特性分析[D]. 郭晓亮.江苏大学 2005
[6]二甲醚/甲醇双燃料均质压燃发动机的试验研究[D]. 陈征.广西大学 2004
本文编号：3286179
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