天然气/柴油双燃料发动机喷气策略研究

发布时间：2023-06-10 14:52

　　天然气/柴油双燃料发动机因其高压缩比等优点被人们广泛重视,但现在还存在着一些问题,如低负荷THC排放高,高负荷发动机爆震等,本文结合课题研究小组前期对双燃料发动机的研究结果,针对天然气喷气策略展开研究,分析其对双燃料发动机性能的影响。前期研究表明,喷气策略对火花点燃式发动机的工作过程有显著的影响,但是火花点燃式发动机和柴油引燃天然气发动机的工作过程有着本质的区别,所以需要考察喷气策略对柴油引燃天然气发动机燃烧及排放性能的具体影响规律,为今后柴油引燃天气发动机的设计与开发提供数据积累。本文研究内容包括试验研究和模拟计算研究两部分,试验研究部分是结合过量空气系数,研究喷气方向和喷气时刻对双燃料发动机性能的影响,模拟计算研究部分是分析喷气时刻和喷气方向对天然气微观场的影响。研究方法包括试验研究和模拟研究,研究过程包括试验和模拟计算平台的搭建,试验和模拟方案的撰写,后期对关键参数的分析。研究结果如下所示:天然气喷气时刻对发动机缸内混合气浓度分布势必有一定的影响,从微观方面来看,天然气喷气时刻可以造成不同的梯度的天然气微观场,随着喷气时刻的推迟,天然气浓度场逐渐由上稀下浓变为上浓下稀状态;从宏观...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 环境与能源问题
    1.2 排放法规
    1.3 代用燃料
    1.4 天然气/柴油双燃料发动机
    1.5 天然气/柴油双燃料发动机的研究现状
    1.6 喷气策略研究现状
    1.7 本研究的意义及主要内容
第2章 发动机试验平台的建立及研究方案
    2.1 试验所用发动机
    2.2 发动机试验所用测控设备
    2.3 发动机试验台架布置
    2.4 发动机天然气喷管设计
        2.4.1 原机天然气喷管
        2.4.2 设计的变方向喷管
    2.5 本研究的试验方案
    2.6 本章小结
第3章 CFD数值模拟平台的建立及研究方案
    3.1 CFD技术研究现状
    3.2 仿真平台的建立
        3.2.1 STAR-CD
        3.2.2 几何模型
        3.2.3 计算模型
        3.2.4 服务器配置
        3.2.5 模型验证
    3.3 研究方案的确定
    3.4 本章小结
第4章 喷气时刻对双燃料发动机性能影响
    4.1 过量空气系数对双燃料发动机性能的影响
        4.1.1 过量空气系数对转矩和比油耗的影响
        4.1.2 过量空气系数对缸内压力的影响
        4.1.3 过量空气系数对放热率的影响
        4.1.4 过量空气系数对CA10和CA50的影响
        4.1.5 过量空气系数对排放的影响
    4.2 不同过量空气系数下喷气时刻对发动机性能的影响
        4.2.1 喷气时刻对转矩的影响
        4.2.2 喷气时刻对缸内压力的影响
        4.2.3 喷气时刻对放热率的影响
        4.2.4 喷气时刻对CA10和CA50的影响
        4.2.5 喷气时刻对IMEP循环变动的影响
        4.2.6 喷气时刻对排放的影响
    4.3 喷气时刻对天然气微观场的影响
    4.4 本章小结
第5章 喷气方向对双燃料发动机性能影响
    5.1 喷气方向对燃烧过程的影响
        5.1.1 喷气方向对转矩的影响
        5.1.2 喷气方向对缸内压力的影响
        5.1.3 喷气方向对放热率的影响
        5.1.4 喷气方向对CA10和CA50的影响
        5.1.5 喷气方向对IMEP循环变动的影响
        5.1.6 喷气方向对排放的影响
    5.2 喷气方向对天然气微观场的影响
    5.3 本章小结
第6章 全文总结及工作展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
作者简介与科研成果
致谢



本文编号：3833063