燃烧室和喷油参数及EGR对醇醚燃料发动机性能的影响

发布时间：2017-08-23 12:23

  本文关键词：燃烧室和喷油参数及EGR对醇醚燃料发动机性能的影响

  更多相关文章： 燃烧室 喷油参数 EGR 醇醚燃料发动机 正交设计

【摘要】：随着能源危机和环境污染问题的日益加剧,人们着手对清洁替代燃料进行研究。甲醇、二甲醚是公认的清洁燃料,将其与柴油混合后应用到柴油机上,可有效改善碳烟及NOx排放。本文基于AVL_FIRE软件,研究燃烧室形状、喷油参数、废气再循环(EGR)及三者的合理匹配对甲醇-二甲醚-柴油混合燃料发动机的燃烧排放及动力经济性能的影响。本文主要研究内容如下:(1)在压缩比不变的情况下,研究了5种燃烧室(直口燃烧室B1、微敞口燃烧室B2、缩口圆底燃烧室B3、缩口平底燃烧室B4、缩口尖底燃烧室B5)对甲醇-二甲醚-柴油混合燃料燃烧的影响,研究表明:5种燃烧室对CO排放的影响均不明显,B2内NOx、Soot排放最差,B1、B3、B4的排放较好;对于醇醚燃料发动机,B4有较好的性能,其转矩大、燃料消耗率小。(2)针对甲醇-二甲醚-柴油混合燃料的喷油参数进行了研究,结果表明:随喷油始点的提前,滞燃期延长,燃烧持续期缩短,Soot排放改善,NOx排放增加,燃料消耗率降低,转矩上升;适当延长喷油持续期,发动机工作更柔和,但喷油时间过长,后燃严重,使转矩下降、油耗增加;适当增大喷雾锥角可以改善醇醚燃料发动机的动力性、经济性。(3)针对NOx排放,研究了EGR对醇醚燃料发动机的影响,结果表明:随EGR率的增加,NOx排放显著改善,CO排放小幅增加,Soot排放呈先下降后上升的趋势。因此,适当增大EGR率可同时降低NOx和Soot排放。(4)运用正交设计研究燃烧室、喷油参数、EGR对醇醚燃料发动机影响的主次顺序,并通过综合分析得到优化方案。
【关键词】：燃烧室 喷油参数 EGR 醇醚燃料发动机 正交设计
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK403
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 醇醚燃料的研究现状10-12
• 1.2.1 甲醇二甲醚概述11
• 1.2.2 甲醇二甲醚燃料的研究现状11-12
• 1.3 燃烧室的应用与研究12-13
• 1.4 喷油系统参数的研究与发展13-14
• 1.5 废气再循环的应用与研究14-15
• 1.6 课题的主要内容15-16
• 第二章 醇醚燃料发动机仿真数值模型16-24
• 2.1 气相湍流运动模型16
• 2.2 燃油喷射和雾化模型16-20
• 2.3 燃烧模型20
• 2.4 排放模型20-22
• 2.4.1 NO_x排放模型20-21
• 2.4.2 Soot排放模型21-22
• 2.5 本章小结22-24
• 第三章 醇醚燃料发动机计算模型的建立24-30
• 3.1 计算对象及模型建立24-26
• 3.1.1 计算对象24-25
• 3.1.2 几何模型的建立及网格25-26
• 3.2 边界条件及初始参数的设置26-28
• 3.2.1 计算步长设置26
• 3.2.2 边界条件26-27
• 3.2.3 初始条件27-28
• 3.3 模型验证28-29
• 3.4 本章小结29-30
• 第四章 燃烧室形状对醇醚燃料发动机的影响30-40
• 4.1 燃烧室形状及网格划分30-31
• 4.2 不同燃烧室对醇醚燃料发动机燃烧的影响31-35
• 4.3 燃烧室形状对醇醚燃料发动机排放的影响35-38
• 4.4 燃烧室对醇醚燃料发动机动力性、经济性的影响38
• 4.5 本章小结38-40
• 第五章 喷油参数对醇醚燃料发动机的影响40-56
• 5.1 喷油提前角对醇醚燃料发动机的影响40-46
• 5.1.1 喷油提前角对缸内燃烧的影响40-43
• 5.1.2 喷油提前角对排放的影响43-45
• 5.1.3 喷油提前角对动力性及经济性的影响45-46
• 5.2 喷油持续期对醇醚燃料发动机的影响46-51
• 5.2.1 喷油持续期对醇醚燃料发动机燃烧过程的影响46-48
• 5.2.2 喷油持续期对醇醚燃料发动机排放的影响48-50
• 5.2.3 喷油持续期对醇醚燃料发动机动力性、经济性的影响50-51
• 5.3 喷雾锥角对醇醚燃料发动机燃烧及排放的影响51-54
• 5.3.1 喷雾锥角对醇醚燃料发动机燃烧的影响51-52
• 5.3.2 喷雾锥角对醇醚燃料发动机排放的影响52-53
• 5.3.3 喷雾锥角对醇醚燃料发动机性能的影响53-54
• 5.4 本章小结54-56
• 第六章 EGR对醇醚燃料发动机的影响56-68
• 6.1 EGR对燃烧过程的影响56-60
• 6.2 EGR对醇醚燃料发动机排放的影响60-64
• 6.3 EGR对醇醚燃料发动机性能的影响64-66
• 6.4 本章小结66-68
• 第七章 醇醚燃料发动机的参数优化68-84
• 7.1 正交设计简介68-69
• 7.2 正交表的设计69-71
• 7.2.1 表头设计69-70
• 7.2.2 方案设计70-71
• 7.3 单指标分析71-81
• 7.3.1 因素对醇醚燃料发动机动力性的影响72-74
• 7.3.2 因素对醇醚燃料发动机经济性的影响74-77
• 7.3.3 因素对NO排放的影响77-79
• 7.3.4 因素对Soot排放的影响79-81
• 7.4 综合分析81-82
• 7.5 本章小结82-84
• 第八章 总结与展望84-86
• 8.1 全文总结84-85
• 8.2 工作展望85-86
• 参考文献86-90
• 致谢90-92
• 攻读学位期间发表的论文92

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本文编号：725037