柴油引燃缸内直喷天然气发动机燃料喷射对燃烧过程的影响研究
[Abstract]:Diesel in-cylinder direct injection technology, as the latest natural gas engine technology at present, not only has the advantages of traditional natural gas engine technology, but also can make up for the lack of power performance and the decrease of filling coefficient, and so on. It has become the focus of current research. The injection process of diesel fuel and natural gas plays an important role in the combustion process and emission of diesel engine. At present, there is little research on the formation and combustion process of diesel fuel and natural gas injection in cylinder at home and abroad. In this paper, the effects of diesel fuel and natural gas injection on the formation and combustion process of in-cylinder mixture and the emission of NO are studied by simulation method, which lays a certain foundation for future product development. In the course of the engine operation, the concentration of the mixture, the proportion of diesel fuel ignited, the injection time of diesel and natural gas, the duration of injection, the location of the nozzle, the diameter of the injection hole, As well as the angle between the nozzle holes will have an important impact on the formation and combustion of the mixture. In order to study the influence of fuel injection on mixture formation and combustion process in diesel ignition cylinder, a simulation system of diesel ignition natural gas engine was established by FIRE software, and the engine speed was 2100r / min, the fuel injection rate was 2100rmin, and the fuel injection rate was 2100r / min. Under full load condition, the injection duration and the diameter of injection hole of diesel fuel are 5 掳CA with excess air coefficient of 1.7, 5 掳CA of interval between diesel and natural gas injection, and 5% of fuel quantity. Four factors, including angle and duration of natural gas injection hole, are simulated and studied. The distribution of concentration in cylinder, flow field in cylinder, temperature and pressure in cylinder during combustion, and heat release characteristics in the process of gas mixture formation are studied, and the temperature and pressure in the cylinder and the heat release characteristics in the process of combustion are studied. And the generation of NO is deeply analyzed. The results show that with the increase of injection duration, the injection speed decreases from 274m/s of 0.5 掳CA to 65 m / s of 2 掳CA under the condition of constant injection amount of diesel fuel from ignited diesel fuel to diesel fuel injection duration of 2 掳diesel fuel injection duration, and the injection speed decreases from 0.5 掳diesel injection duration to 2 掳diesel injection duration of 2 掳diesel injection duration, with the injection duration of 0.5 掳diesel. The maximum values of the peak drop of temperature and pressure in the cylinder are 2.6% and 7.5%, respectively. With the increasing diameter of diesel fuel injection holes, the fuel injection speed decreases from 234m / s in the case of 0.15mm to 90.5m / s when the diameter of the injection holes is 0.25mm, and the fuel injection speed decreases from 234m / s to 90.5m / m / s when the diameter of the nozzle is 0.25mm. The maximum values of peak drop of temperature and pressure in cylinder are 2.8% and 6.9%, respectively, while the concentration of NO decreases gradually with the increase of the diameter of injection hole of diesel fuel. When the angle of natural gas injection hole is 130 掳, the peak temperature and pressure of combustion in cylinder is the highest, and the maximum drop of peak temperature and pressure in cylinder under other angles is 8.6% and 8.2%, respectively. The combustion duration extends from 45 掳CA at 130 掳angle to 103 掳CA at 150 掳CA, with a maximum extension of 58 掳CA.. At 130 掳, the generation of NO in cylinder is the highest, and with the change of nozzle angle, the amount of formation decreases. With the prolongation of natural gas injection duration, the fuel injection velocity decreased from the maximum 318m/ at 4 掳CA to 288.7 m / s at 10 掳CA, compared with the peak in-cylinder temperature and pressure at 4 掳duration. The maximum decrease of combustion exothermic rate is 5.5%, 13.8%, 35.3%, respectively. The maximum lag time of the peak temperature is 4 掳CA.. With the prolongation of the duration of natural gas injection, the total amount of NO formation decreases gradually.
【学位授予单位】:重庆交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U464
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,本文编号:2432295
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