柴油机喷雾和预混合燃烧过程的仿真分析

发布时间：2017-05-15 16:19

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【摘要】：本文利用大型CFD软件FIRE对大柴CA498柴油机喷雾和预混合燃烧过程进行了模拟计算,并通过试验验证计算结果,计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上,着重分析了不同喷油提前角和不同EGR率下的喷雾过程及对缸内混合气浓度场、温度场的影响以及因此带来的缸内压力,放热率和排放的趋势。研究表明:EGR率为零时随着喷油提前角的增大,缸内混合气变得均匀,在大喷油提前角时出现严重的燃油着缸壁现象,NOx排放随着喷油提前角的增大先增大后减少,碳烟排放是先减小后增加。在大喷油提前角时随着EGR率的增加,缸内燃烧温度大幅度下降,氧气浓度也大幅度下降,NOx排放也是大幅度下降,碳烟排放变化不大。
【关键词】：柴油机 数值模拟 EGR 喷油提前角 预混合燃烧
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TK421
【目录】：

• 第一章 绪论7-22
• 1.1 引言7-9
• 1.2 车用柴油机排放控制技术9-13
• 1.2.1 柴油机中NOX的生成机理9-10
• 1.2.2 柴油机中微粒的生成机理10-11
• 1.2.3 降低柴油机排放的技术11-13
• 1.3 CFD的现状与发展趋势13-19
• 1.3.1 零维燃烧模型14-15
• 1.3.2 准维燃烧模型15-18
• 1.3.3 多维燃烧模型18-19
• 1.4 本文的研究意义及内容19-22
• 第二章 柴油机燃烧过程仿真原理22-35
• 2.1 FIRE软件简介22-23
• 2.2 气体运动控制方程23-27
• 2.3 喷雾模型27-28
• 2.4 燃烧模型28-33
• 2.4.1 点火模型28-30
• 2.4.2 湍流控制燃烧模型30-31
• 2.4.3 NOx生成模型31-32
• 2.4.4 炭烟生成模型32-33
• 2.5 数值求解33-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第三章 CA498 柴油机燃烧过程仿真建模及试验验证35-49
• 3.1 建立网格36-39
• 3.2 计算初始条件和边界条件39-40
• 3.2.1 初始条件39
• 3.2.2 边界条件39-40
• 3.3 CA498 柴油机燃烧过程仿真的试验验证40-47
• 3.3.1 测试系统及设备40-41
• 3.3.2 试验台架的构造41-42
• 3.3.3 测试方法42-47
• 3.4 模拟计算结果与试验结果比较47-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 仿真结果及分析49-73
• 4.1 喷油提前角对柴油机喷雾和燃烧的的影响49-63
• 4.1.1 喷油提前角对滞燃期的影响49-51
• 4.1.2 均质性分析51-57
• 4.1.2.1 喷油提前角对喷油过程的影响51-54
• 4.1.2.2 喷油提前角对混合气均匀程度的影响54-57
• 4.1.3 喷油提前角对燃烧过程的影响57-63
• 4.1.3.1 喷油提前角对燃油浓度场的影响57-58
• 4.1.3.2 喷油提前角对缸内温度的影响58-61
• 4.1.3.3 喷油提前角对缸内压力、放热率和排放的影响61-63
• 4.2 EGR率对柴油喷雾和预混合燃烧过程的影响63-71
• 4.2.1 EGR率对着火始点和滞燃期的影响63-64
• 4.2.2 EGR率对混合气均匀程度的影响64-66
• 4.2.3 EGR率对温度场的影响66-69
• 4.2.4 EGR率对缸内压力、放热率及排放的影响69-71
• 4.3 本章小结71-73
• 第五章 全文总结及工作展望73-76
• 5.1 全文总结73-74
• 5.2 对以后工作的展望74-76
• 参考文献76-80
• 摘要80-82
• ABSTRACT82-85
• 致谢85-86
• 导师及作者简介86

【引证文献】

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1 秦建文;陈小敏;潘志军;;柴油机高压共轨喷射系统参数对燃烧和排放性能影响的研究[J];内燃机车;2012年06期

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本文编号：368267