基于目标转矩的柴油机起动过程首循环仿真研究
发布时间：2022-01-26 20:15
柴油机起动工况是一种特殊的过渡工况,起动阶段转速低,气流运动强度弱,温度和喷油压力低,燃油雾化过程困难,这些因素增加了油气混合过程的难度,不利于缸内燃烧,从而使得起动过程的经济性能和排放性能变差。首循环作为起动过程的第一个燃烧循环,受此影响更为严重,极易发生严重的不完全燃烧甚至是失火现象,从而恶化起动过程的经济性能和排放性能。而组织好首循环的燃烧过程,对提高缸内燃烧温度,改善缸内燃烧环境,改善后续循环的燃烧至关重要,有利于帮助改善柴油机的起动性能和降低起动过程的波动性。本文利用商用CFD软件AVL-FIRE建立了首循环仿真计算模型,依据实验样机的结构参数划分其计算区域的网格,通过合理选取设置初始条件、边界条件、湍流模型、燃烧模型、喷雾模型等,可以准确的模拟发动机首循环实际工作状况,基于该模型,对首循环的起喷转速、喷油量以及喷射方式进行了仿真研究。其中,首循环喷油量的计算,是依据前期提出的基于目标转矩的起动过程喷油量控制策略,通过仿真手段优化起动过程目标加速度曲线,从而计算得到首循环最佳喷油量。在对首循环燃烧性能的评价过程中,通过分析缸压曲线、放热率曲线、CO生成曲线、NO生成曲线、HC...
【文章来源】：吉林大学吉林省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全国柴油货车保有量
吉林大学硕士学位论文2储产比，预计全球石油还可以以现有的生产水平再生产50年。从全球石油储量来看相对可观，但是我国国内石油储量低、消费高，从长远来看，能源消费结构的改变和节能措施的应用仍至关重要[6,7]。内燃机的排放污染物主要有CO、HC、NOx以及微粒，对于柴油机而言，常规工况下其排放以NOx和微粒为主，CO和HC排放较少，但是在过渡工况尤其是起动工况下，由于燃油燃烧不完全使得CO和HC的生成有明显的提升，此时的CO和HC排放也不可忽视。这些排放物对环境、人类、动植物均有不同程度危害。CO属于一次污染物，它的产生来源于含碳物质的不完全燃烧，CO是一种有毒气体，对人和动物的主要危害是吸入后容易导致组织缺氧，引发窒息，严重者会导致死亡，其原因在于CO进入人体后与氧气竞争与血红蛋白的结合，造成血液的携带氧气能力减弱，引起血液缺氧从而影响人体各系统和器官的正产工作，对人体健康产生严重危害，因此CO又被称作血液毒物；而HC排放至大气图1.2世界石油资源储产比图1.3世界一次能源消费占比
吉林大学硕士学位论文2储产比，预计全球石油还可以以现有的生产水平再生产50年。从全球石油储量来看相对可观，但是我国国内石油储量低、消费高，从长远来看，能源消费结构的改变和节能措施的应用仍至关重要[6,7]。内燃机的排放污染物主要有CO、HC、NOx以及微粒，对于柴油机而言，常规工况下其排放以NOx和微粒为主，CO和HC排放较少，但是在过渡工况尤其是起动工况下，由于燃油燃烧不完全使得CO和HC的生成有明显的提升，此时的CO和HC排放也不可忽视。这些排放物对环境、人类、动植物均有不同程度危害。CO属于一次污染物，它的产生来源于含碳物质的不完全燃烧，CO是一种有毒气体，对人和动物的主要危害是吸入后容易导致组织缺氧，引发窒息，严重者会导致死亡，其原因在于CO进入人体后与氧气竞争与血红蛋白的结合，造成血液的携带氧气能力减弱，引起血液缺氧从而影响人体各系统和器官的正产工作，对人体健康产生严重危害，因此CO又被称作血液毒物；而HC排放至大气图1.2世界石油资源储产比图1.3世界一次能源消费占比
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温环境对柴油机排放性能的影响[J]. 陈龙,郑建. 柴油机设计与制造. 2019(03)
[2]基于多次喷射的柴油机燃烧过程数值模拟[J]. 韩雁鹏,高小瑞,朱钰. 集美大学学报(自然科学版). 2018(04)
[3]高压共轨柴油机起动控制策略与参数优化研究[J]. 黄丫,林学东,段春丽,于兰,王双印. 汽车工程. 2018(05)
[4]轻型车用柴油机燃烧过程数值模拟[J]. 张克松,乔意. 内燃机与动力装置. 2017(04)
[5]轻型柴油机起动过程瞬态喷油量控制策略研究[J]. 韩晓梅,林学东,李德刚. 汽车工程. 2017(01)
[6]汽油机和柴油机CO、HC、PM排放的显著差异研究[J]. 王华健,占隽均. 汽车实用技术. 2016(04)
[7]机动车PM2.5排放特性[J]. 钟祥麟,刘志锋,李伟. 汽车工程师. 2014(01)
[8]高压共轨柴油机起动阶段对HC排放影响的试验研究[J]. 刘建江,姜鑫,王亚辉. 小型内燃机与摩托车. 2013(02)
[9]看不见的颗粒,灰蒙蒙的天[J]. 黄亮. 环境保护与循环经济. 2011(12)
[10]环境污染与人体健康[J]. 刘娟,刘献新. 北方环境. 2011(11)
博士论文
[1]高速直喷柴油机基于目标放热规律的燃烧过程主动控制方法的研究[D]. 江涛.吉林大学 2019
[2]重型柴油机起动及油门急加瞬态工况控制策略及性能优化研究[D]. 韩晓梅.吉林大学 2017
[3]2.0TCI高速直喷柴油机混合气形成及燃烧过程控制[D]. 袁方恩.吉林大学 2013
[4]柴油机起动工况燃烧和排放的逐循环和全过程研究[D]. 苏岩.吉林大学 2007
硕士论文
[1]缸内双喷柴油机压燃燃烧模式的仿真实验探究[D]. 武文捷.太原理工大学 2019
[2]高压共轨柴油机高压油泵控制策略研究[D]. 许涛.吉林大学 2017
[3]船用柴油机低进气温度起动性能研究[D]. 李新瑞.中国舰船研究院 2017
[4]重型柴油机冷起动性能研究[D]. 张小田.天津大学 2017
[5]轻型车用柴油机预混合低温燃烧碳烟生成特性数值模拟研究[D]. 陈亮.江苏大学 2016
[6]柴油机缸内燃烧数值模拟研究[D]. 潘翠丽.中北大学 2015
[7]4D24柴油机燃烧过程的多维数值模拟[D]. 王欣.南昌大学 2013
[8]2.0T高压共轨柴油机起动怠速控制策略[D]. 朱行安.吉林大学 2013
[9]柴油机缸内工作过程及低温运行排放控制研究[D]. 李晓明.江苏大学 2009
[10]车用柴油机起动工况燃烧过程的研究[D]. 郭亮.吉林大学 2006
本文编号：3611105
【文章来源】：吉林大学吉林省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全国柴油货车保有量
吉林大学硕士学位论文2储产比，预计全球石油还可以以现有的生产水平再生产50年。从全球石油储量来看相对可观，但是我国国内石油储量低、消费高，从长远来看，能源消费结构的改变和节能措施的应用仍至关重要[6,7]。内燃机的排放污染物主要有CO、HC、NOx以及微粒，对于柴油机而言，常规工况下其排放以NOx和微粒为主，CO和HC排放较少，但是在过渡工况尤其是起动工况下，由于燃油燃烧不完全使得CO和HC的生成有明显的提升，此时的CO和HC排放也不可忽视。这些排放物对环境、人类、动植物均有不同程度危害。CO属于一次污染物，它的产生来源于含碳物质的不完全燃烧，CO是一种有毒气体，对人和动物的主要危害是吸入后容易导致组织缺氧，引发窒息，严重者会导致死亡，其原因在于CO进入人体后与氧气竞争与血红蛋白的结合，造成血液的携带氧气能力减弱，引起血液缺氧从而影响人体各系统和器官的正产工作，对人体健康产生严重危害，因此CO又被称作血液毒物；而HC排放至大气图1.2世界石油资源储产比图1.3世界一次能源消费占比
吉林大学硕士学位论文2储产比，预计全球石油还可以以现有的生产水平再生产50年。从全球石油储量来看相对可观，但是我国国内石油储量低、消费高，从长远来看，能源消费结构的改变和节能措施的应用仍至关重要[6,7]。内燃机的排放污染物主要有CO、HC、NOx以及微粒，对于柴油机而言，常规工况下其排放以NOx和微粒为主，CO和HC排放较少，但是在过渡工况尤其是起动工况下，由于燃油燃烧不完全使得CO和HC的生成有明显的提升，此时的CO和HC排放也不可忽视。这些排放物对环境、人类、动植物均有不同程度危害。CO属于一次污染物，它的产生来源于含碳物质的不完全燃烧，CO是一种有毒气体，对人和动物的主要危害是吸入后容易导致组织缺氧，引发窒息，严重者会导致死亡，其原因在于CO进入人体后与氧气竞争与血红蛋白的结合，造成血液的携带氧气能力减弱，引起血液缺氧从而影响人体各系统和器官的正产工作，对人体健康产生严重危害，因此CO又被称作血液毒物；而HC排放至大气图1.2世界石油资源储产比图1.3世界一次能源消费占比
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温环境对柴油机排放性能的影响[J]. 陈龙,郑建. 柴油机设计与制造. 2019(03)
[2]基于多次喷射的柴油机燃烧过程数值模拟[J]. 韩雁鹏,高小瑞,朱钰. 集美大学学报(自然科学版). 2018(04)
[3]高压共轨柴油机起动控制策略与参数优化研究[J]. 黄丫,林学东,段春丽,于兰,王双印. 汽车工程. 2018(05)
[4]轻型车用柴油机燃烧过程数值模拟[J]. 张克松,乔意. 内燃机与动力装置. 2017(04)
[5]轻型柴油机起动过程瞬态喷油量控制策略研究[J]. 韩晓梅,林学东,李德刚. 汽车工程. 2017(01)
[6]汽油机和柴油机CO、HC、PM排放的显著差异研究[J]. 王华健,占隽均. 汽车实用技术. 2016(04)
[7]机动车PM2.5排放特性[J]. 钟祥麟,刘志锋,李伟. 汽车工程师. 2014(01)
[8]高压共轨柴油机起动阶段对HC排放影响的试验研究[J]. 刘建江,姜鑫,王亚辉. 小型内燃机与摩托车. 2013(02)
[9]看不见的颗粒,灰蒙蒙的天[J]. 黄亮. 环境保护与循环经济. 2011(12)
[10]环境污染与人体健康[J]. 刘娟,刘献新. 北方环境. 2011(11)
博士论文
[1]高速直喷柴油机基于目标放热规律的燃烧过程主动控制方法的研究[D]. 江涛.吉林大学 2019
[2]重型柴油机起动及油门急加瞬态工况控制策略及性能优化研究[D]. 韩晓梅.吉林大学 2017
[3]2.0TCI高速直喷柴油机混合气形成及燃烧过程控制[D]. 袁方恩.吉林大学 2013
[4]柴油机起动工况燃烧和排放的逐循环和全过程研究[D]. 苏岩.吉林大学 2007
硕士论文
[1]缸内双喷柴油机压燃燃烧模式的仿真实验探究[D]. 武文捷.太原理工大学 2019
[2]高压共轨柴油机高压油泵控制策略研究[D]. 许涛.吉林大学 2017
[3]船用柴油机低进气温度起动性能研究[D]. 李新瑞.中国舰船研究院 2017
[4]重型柴油机冷起动性能研究[D]. 张小田.天津大学 2017
[5]轻型车用柴油机预混合低温燃烧碳烟生成特性数值模拟研究[D]. 陈亮.江苏大学 2016
[6]柴油机缸内燃烧数值模拟研究[D]. 潘翠丽.中北大学 2015
[7]4D24柴油机燃烧过程的多维数值模拟[D]. 王欣.南昌大学 2013
[8]2.0T高压共轨柴油机起动怠速控制策略[D]. 朱行安.吉林大学 2013
[9]柴油机缸内工作过程及低温运行排放控制研究[D]. 李晓明.江苏大学 2009
[10]车用柴油机起动工况燃烧过程的研究[D]. 郭亮.吉林大学 2006
本文编号：3611105
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3611105.html
