新型车用双对置柴油机混合气形成及燃烧特性的数值模拟

发布时间：2023-03-25 07:08

　　本文采用数值模拟方法对双对置柴油机的排放性能的优化进行了探索性研究,并提出组喷孔喷嘴布置方案以改善双对置柴油机燃烧及混合气形成质量。论文主要研究内容如下:首先,对双对置柴油机的结构及工作原理进行简要说明,分析其运动规律,得到内、外活塞的运动规律曲线;绘制OPOC柴油机燃烧室模型,利用AVL FIRE软件建立CFD计算模型,对计算中应用到物理模型进行说明,确定仿真初始值及边界条件,对仿真模型进行试验验证;其次,采用三种优化算法,在缸内最高爆发压力介于11¹5MPa的条件下,通过对喷油始点、喷孔直径和喷油持续时间三个喷油参数的匹配,优化OPOC柴油机的排放性能。对比分析三个参数对OPOC柴油机排放的影响规律。结果表明:推迟喷油可以抑制预混合燃烧,减少NO排放;减小喷孔直径和缩短喷油持续时间都可以增加喷油压力,有利于提高混合气质量,加快放热速率,但喷孔直径的减小影响喷燃油的空间分布;二者相比,缩短喷油时间不仅利于混合气的形成,同时缩短后燃期,降低缸内燃烧速率和温度。综合发动机性能和排放,得出最优解方案。最后,应用周向布置的组喷孔喷嘴,恒定喷油压力下,设计三种喷孔布置方式...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 背景与意义
    1.2 双对置柴油机
        1.2.1 双对置柴油机的由来与研究现状
        1.2.2 双对置柴油机的优势与不足
    1.3 组喷孔喷嘴
        1.3.1 组喷孔喷嘴与传统多孔喷嘴的区别
        1.3.2 组喷孔喷嘴的研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第二章 双对置柴油机的工作原理及数值仿真模型
    2.1 双对置柴油机的原理
    2.2 双对置柴油机的运动规律
    2.3 数值模拟方程及模型
        2.3.1 基本控制方程
        2.3.2 湍流运动方程
        2.3.3 喷雾模型
        2.3.4 燃烧模型
        2.3.5 排放模型
    2.4 CFD模型的建立与标定
        2.4.1 网格划分
        2.4.2 计算模型设置与标定
    2.5 本章小结
第三章 双对置柴油机排放特性的参数优化
    3.1 试验设计
    3.2 优化算法
    3.3 优化方案设计
        3.3.1 设计变量
        3.3.2 优化目标
    3.4 优化结果分析
        3.4.1 总体优化结果
        3.4.2 不同方案下的混合气形成过程分析
        3.4.3 不同方案下的缸内燃烧过程分析
        3.4.4 不同方案下的排放趋势分析
    3.5 本章小结
第四章 喷孔喷嘴对双对置发柴油机性能的影响
    4.1 仿真方案设置
    4.2 组喷孔喷嘴对喷雾及燃烧的影响
        4.2.1 组喷孔喷嘴对混合气形成的影响
        4.2.2 组喷孔喷嘴对燃烧过程的影响
    4.3 喷孔夹角对双对置柴油机燃烧的影响
    4.4 喷孔布置方案对双对置柴油机燃烧的影响
    4.5 组喷孔喷嘴对排放的影响
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3770790