柴油机燃烧室及喷油系统多参数优化匹配研究

发布时间：2017-04-27 06:09

  本文关键词：柴油机燃烧室及喷油系统多参数优化匹配研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了满足机动车国V排放法规,并实现燃油经济性的提高,本文采用数值模拟的手段对某型柴油机燃烧室及喷油系统参数进行联合仿真分析,得出各参数对发动机性能的影响规律,以机动车国V排放标准中PM限值为约束条件,以降低有效燃油消耗率为优化目标,采用改善内燃机燃烧过程为核心的机内净化技术,再通过机外排气后处理降低NOX排放,对燃烧室及喷油系统各参数进行了优化匹配,提出了一套低排放经济型柴油机燃烧系统的多参数匹配方案。本文利用发动机整机性能仿真软件DIESEL-RK建立了一台增压柴油机仿真计算模型,并进行了试验验证。对燃烧室开口直径、双唇直径及凹坑深度进行了多参数仿真计算,探究了各参数对发动机性能的影响规律,并通过对放热率、燃油分布、可视化喷雾发展特性的分析,得出各参数影响规律的作用机理。优选得到标定功率条件下的燃烧室最佳几何参数,通过对原模型及优化模型放热率的对比分析,发现采用优化模型的发动机性能提高的原因在于其燃烧速度快,燃烧持续期短,热量的利用率高,膨胀损失小。通过对喷油器结构的仿真计算,得出最佳孔数、孔径为6×0.23mm,喷孔锥角(单侧)为74°。多次喷射策略优化结果为:主喷正时12°CA BTDC,预喷油量2mg,主预喷间隔6°CA。最终的优化方案相对原模型功率增加了5.58kW,有效燃油消耗率降低了3.35g/kW.h,PM排放量降低0.01706g/kW.h。
【关键词】：柴油机 数值模拟 燃烧室 喷射策略 优化
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK423
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 选题的背景和意义10
• 1.2 柴油机燃烧室优化研究现状10-14
• 1.3 柴油机喷油系统参数研究现状14-16
• 1.4 本文主要内容16-18
• 第2章 计算理论基础及增压柴油机仿真模型的建立18-37
• 2.1 仿真计算模型RK-model介绍18
• 2.2 计算理论基础18-29
• 2.2.1 油束发展特性18-23
• 2.2.3 单个油束中的燃油分布23-25
• 2.2.4 燃油蒸发模型25-27
• 2.2.5 放热率模型27-29
• 2.3 模型建立与试验验证29-36
• 2.3.1 发动机试验29-32
• 2.3.2 进排气系统参数设置32
• 2.3.3 摩擦及传热模型32-33
• 2.3.4 燃烧室及喷油系统构建33-34
• 2.3.5 排放模型34-35
• 2.3.6 整机模型构建与试验验证35-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第3章 柴油机燃烧室参数优化匹配37-51
• 3.1 燃烧室结构参数对发动机性能的影响37-49
• 3.1.1 燃烧室模型建立37-38
• 3.1.2 开口直径的选择38-39
• 3.1.3 双唇直径的选择39-40
• 3.1.4 凹坑深度的选择40-42
• 3.1.5 最佳燃烧室方案与原模型燃烧室对比42-43
• 3.1.6 两模型燃烧特征分析43-45
• 3.1.7 燃油分布及可视化分析45-49
• 3.2 本章小结49-51
• 第4章 柴油机喷油系统参数优化匹配51-67
• 4.1 喷油器结构参数选择51-57
• 4.1.1 不同孔径、数目喷油器仿真计算结果51-55
• 4.1.2 喷孔锥角对发动机性能的影响55-57
• 4.2 多次喷射策略对发动机性能的影响57-65
• 4.2.1 主喷正时对发动机性能的影响57-61
• 4.2.2 预喷油量对发动机性能的影响61-63
• 4.2.3 主预喷间隔对发动机性能的影响63-65
• 4.3 燃油喷射系统优化结果65
• 4.4 本章小结65-67
• 第5章 全文总结与展望67-69
• 5.1 全文总结67-68
• 5.2 展望68-69
• 参考文献69-73
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单73-74
• 致谢74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 何旭,高希彦,刘卫国,马维忍,廖春明;燃烧室形状对缸内气流运动影响的数值模拟[J];车用发动机;2005年03期

2 马乔林;;轿车用直喷式柴油机的研究现状及前景展望[J];装备制造技术;2008年11期

  本文关键词：柴油机燃烧室及喷油系统多参数优化匹配研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：330048