高压缩比火花点火式甲醇发动机燃烧过程与排放特性的研究

发布时间：2023-08-09 18:46

　　随着石油资源的减少和气候变暖成为主要的环境问题,寻求替代燃料迫在眉睫。甲醇由于具有含氧量高燃烧充分、辛烷值高抗爆性好、制取方法多样等优点受到广泛关注,被认为是将来汽车发动机最有前途的代替燃料之一。本文以一台由柴油机改造而成的发动机为原型建立了高压缩比甲醇发动机一维和三维仿真模型,分析了EGR、火核大小、当量比和压缩比对高压缩比火花点火式甲醇发动机燃烧过程和排放的影响。结合详细的化学反应动力学机理分析了EGR对高压缩比火花点火式甲醇发动机的爆震燃烧的影响,并对比研究了常见高辛烷值替代燃料甲醇、乙醇和甲烷的抗爆震性能。仿真结果显示,随着EGR率的增大,发动机性能变差,缸内燃烧恶化,NOx排放明显下降,HC和CO排放增多。随着初始火核半径的增大,发动机性能略有下降,燃烧得到优化。低负荷时,NOx和CO的排放随着初始火核半径的增大而减小,而高负荷时,结果相反。随着当量比的增大,发动机动力性变好,经济性恶化,缸内峰值压力增大,峰值放热率增大,NO_X的排放降低,HC、CO的排放增加。随着压缩比的增大,发动机动力性略微下降,峰值缸压增大,峰值放热率增大,缸内峰值温度降低,点火延...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 甲醇燃料的基本特性
    1.3 国内外甲醇发动机的研究状况
        1.3.1 掺混燃烧
        1.3.2 纯甲醇燃烧
        1.3.3 高压缩比甲醇发动机
    1.4 本文主要研究内容
第2章 甲醇发动机模拟仿真平台的建立及验证
    2.1 甲醇发动机基本参数
    2.2 一维仿真模型的建立
        2.2.1 模型建立
        2.2.2 模型验证
    2.3 三维仿真模型的建立
        2.3.1 模型建立
        2.3.2 模型验证
    2.4 本章小结
第3章 甲醇发动机性能与燃烧仿真研究
    3.1 EGR对甲醇发动机性能与燃烧的影响
        3.1.1 EGR对甲醇发动机性能的影响
        3.1.2 EGR对甲醇发动机燃烧过程的影响
        3.1.3 EGR对甲醇发动机排放的影响
    3.2 初始火核大小对甲醇发动机性能与燃烧的影响
        3.2.1 初始火核大小对甲醇发动机性能的影响
        3.2.2 初始火核大小对甲醇发动机燃烧过程的影响
        3.2.3 初始火核大小对甲醇发动机排放的影响
    3.3 当量比对甲醇发动机性能与燃烧的影响
        3.3.1 当量比对甲醇发动机性能的影响
        3.3.2 当量比对甲醇发动机燃烧过程的影响
        3.3.3 当量比对甲醇发动机排放的影响
    3.4 压缩比对甲醇发动机性能与燃烧的影响
        3.4.1 压缩比对甲醇发动机性能的影响
        3.4.2 压缩比对甲醇发动机燃烧的影响
        3.4.3 压缩比对甲醇发动机排放的影响
    3.5 本章小节
第4章 EGR对甲醇发动机爆震燃烧的影响
    4.1 爆震的研究方法
    4.2 层流火焰速度与点火延迟
    4.3 缸压和放热率
    4.4 爆震的发生时刻与强度
    4.5 爆震发生的位置
    4.6 爆震燃烧过程中缸内组分的变化
    4.7 本章小结
第5章 高辛烷值替代燃料对高压缩比发动机爆震影响的对比分析
    5.1 层流火焰与点火延迟
    5.2 缸压和放热率
    5.3 爆震的发生时刻与强度
    5.4 燃烧过程中自由基和组分变化
    5.5 本章小结
第6章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3840759