天然气/柴油双燃料发动机燃烧的数值研究及优化

发布时间：2022-01-02 13:18

　　来自能源和环境问题的双重压力促使内燃机节能减排理论和技术不断发展。高效率、低碳、低有害排放是未来先进发动机的共同目标。采用低碳型替代燃料结合先进燃烧技术是内燃机实现节能减排目标的有效途径之一。天然气燃料是极具发展潜力的内燃机低碳型替代燃料。本文采用先进数值模拟及优化方法对天然气/柴油双燃料发动机的燃烧、排放和性能进行了综合性研究。首先,基于三维计算流体动学（CFD）模拟平台对天然气/柴油双燃料发动机的燃烧和排放特性进行了参数化研究。分别研究并对比了两种燃烧策略,柴油引燃（DPI）燃烧方式和活性控制压燃（RCCI）方式下发动机燃烧、排放和性能特性。在深入理解喷油参数和进气参数的影响后,对天然气/柴油双燃料发动机的控制性进行了讨论。然后,结合微种群遗传算法程序及CFD模拟程序构建了遗传算法数值优化平台。基于遗传算法优化平台,在中速,低中高负荷下对天然气/柴油双燃料发动机燃烧进行了优化,探索了在多工况范围同时获得高效率清洁燃烧的可能性。结果表明,通过优化两次喷油时刻、喷油压力、首次喷油比例,预混能量比例、废气再循环（EGR）比例可以使发动机获得高效率清洁的燃烧。在不超过最大爆压和最大压升率的... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

天然气/柴油双燃料发动机示意图

诙匀忌湛煽刂频幕?∩峡墒迪址⒍??咝?是褰嗳忌誟2, 27, 87]。如图1.2 所示，该技术采用活性差异较大的两种燃料来实现缸内燃料活性的定制，进而控制燃烧过程以实现高效率低排放燃烧。低活性燃料（汽油，乙醇或天然气等）通过气道喷射预混引入缸内，高活性燃料（柴油，生物柴油等）通过早喷或者多次直喷喷射，从而在缸内形成燃料活性梯度，使燃烧呈现顺序梯级式燃烧[2, 27]。为突破传统天然气/柴油双燃料发动机燃烧的限制，不少研究者对天然气/柴

博士学位论文情况下，在此阶段会存在有柴油低温放热过程。滞燃期的然气的浓度。 1 级燃烧阶段，从 （高温放热时刻）至放热率峰值后放热的时刻 。这一阶段的燃烧受控于柴油着火和快速燃烧。燃期给予柴油足够的混合时间，柴油着火后将被快速的消卷吸的天然气和柴油着火点边缘的天然气也将在此阶段被 2 级燃烧阶段，为第 1 阶段之后，即 时刻之后的剩余燃，该阶段燃烧被归结为预混燃料的火焰传播。但是，在有段并不存在很显著的放热率峰值。第 2 阶段可进一步分为定义为第 2 阶段的“高强度”部分，其结束时刻可定义为放热率曲线倒数的拐点 。2b 阶段定义为第 2 阶段的“时刻之后至尾燃结束时刻。

【参考文献】：
期刊论文
[1]轻型汽油车国六排放法规解读[J]. 刘少飞,周万全.  时代汽车. 2017(24)
[2]环保部征求意见 轻型车2020年迈入“六”时代[J]. 余梦洁.  商用汽车新闻. 2016(19)
[3]柴油车排放法规及后处理技术的现状与展望[J]. 帅石金,唐韬,赵彦光,华伦.  汽车安全与节能学报. 2012(03)

硕士论文
[1]丁醇—柴油双燃料清洁燃烧的数值研究[D]. 吴振阔.湖南大学 2014



本文编号：3564245