不同物态多种燃料混合燃烧对发动机排放及性能的影响研究

发布时间：2020-08-01 16:17

【摘要】：排放是发动机性能的重要指标,使用替代燃料是一种降低发动机排放的有效方式。多种替代燃料的混合使用,可以通过合理选择燃料和掺烧比例以及优化发动机喷油进气等参数,在发动机动力性损失不大的情况下,保证发动机的排放性能,且通常替代燃料的经济性高于传统燃料。因此,本文在调研分析多燃料发动机的研究背景、意义以及发展现状的基础上,研究了不同物态多种燃料确定最佳掺烧比例的理论与方法和最佳掺烧比例下多燃料发动机排放和性能,并分析最佳掺烧比例下多燃料发动机进气过程中进气道和缸内的速度场与湍动能场,具体工作如下:首先,根据原机主要结构参数,利用CATIA和ICEM软件分别建立了发动机几何模型和网格模型。根据均匀设计的思想,设计了15种不同工况的均匀实验,通过分配燃空比实现多燃料掺烧比例的分配,利用有限体积法和动网格技术,借助FLUENT对多燃料发动机进行数值模拟,得出15种不同工况下发动机扭矩值以及CO、NOx、HC、Soot排放值。其次,利用打分法确定了低转速中等负荷、中等转速中等负荷、高转速中等负荷三个工况下扭矩、CO、NOx、HC、Soot各项功能指标的权重。根据价值工程基本原理,计算出三种工况下成本系数和功能系数,得出价值系数,从而得到了三种工况下的最佳掺烧比例。采用这三种工况下各自的最佳掺烧比例,选取发动机负荷为50%,与原机的动力性与排放相比,扭矩略差于原机,但动力性损失不大,CO、NOx、HC、Soot排放均较原机有所改善,排放性能提高。最后,通过对进气过程中进气道和缸内的速度场与湍动能场的分析,得到了发动机进气过程中进气道和缸内的涡流变化。进气门杆两侧产生的两个流速较大的涡流和进气门杆下方形成的流速较小的涡流,对发动机缸内气体的混合和燃烧起着非常有利的作用。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U464
【图文】：

图 1.1 我国汽车保有量的统计Fig1.1 The statistics of car ownership in China的发展给我带来许多便利，但同时带来了严重的成为环境污染的主要源头之一，引起了世界各国

图 3.1 原发动机模型Figure3.1 The original engine model内容仅涉及发动机的进气过程和燃烧过程，排气门、排气门杆和排气道。同时本文使用

简化后的几何模型

【参考文献】

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1 张承维;肖兵;钟家明;;柴油-天然气双燃料发动机替代率与喷油提前角优化[J];汽车工程;2015年11期

2 曹东冬;万玉丽;;基于价值工程的动力燃料经济性分析[J];内燃机;2015年05期

3 敬启建;罗斌;何卓遥;朱磊;张武高;;进气道预混天然气对生物柴油发动机燃烧与排放性能的影响[J];车用发动机;2015年04期

4 刘杰;张欣;杨福源;王贺武;欧阳明高;;引燃油量对柴油引燃天然气发动机燃烧特性的影响[J];汽车工程;2015年04期

5 晏娟;曾契;宋金燕;毛小群;;压缩天然气发动机的设计及性能研究[J];小型内燃机与车辆技术;2015年02期

6 李坤颖;肖兵;张承维;;进气温度对柴油-天然气双燃料发动机活塞温度及热变形的影响[J];内燃机工程;2015年05期

7 张红光;贝晨;赵光耀;刘昊;常莹;王宏进;孙晓娜;;天然气发动机点火提前角的优化[J];北京工业大学学报;2014年12期

8 刘贝;成晓北;董世军;颜方沁;邱亮;;柴油机部分预混合燃烧与排放特性的模拟与试验[J];内燃机学报;2014年06期

9 张承维;肖兵;;柴油-天然气掺烧发动机滞燃期的预测[J];华南理工大学学报(自然科学版);2014年08期

10 高莹;李晓晓;姜在先;曹志浩;张蕾;葛迪;刘鹏;李书华;;引燃柴油喷射时刻对缸内直喷天然气燃烧的影响[J];车用发动机;2013年04期

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1 尤金文;天然气/柴油双燃料发动机喷气策略研究[D];吉林大学;2016年

2 张国庆;内燃机进排气过程数值模拟[D];中北大学;2013年

3 郭超;汽车发动机可燃冰混合燃料燃烧特性与排放性能研究[D];重庆交通大学;2012年

本文编号：2777702