我國非道路柴油機第三階段排放標準對小功率段柴油機的排放要求甚為嚴格。我國小功率柴油機主要機型是單缸柴油機,但目前國內(nèi)外對單缸水冷直噴柴油機的低排放研究較少,因此開展此類柴油機燃燒過程優(yōu)化的低排放研究具有重要的工程價值與學(xué)術(shù)意義。本文以我國單缸柴油機的主導(dǎo)機型1115水冷直噴柴油機為研究對象,在分析單缸柴油機低排放可用技術(shù)措施、排放試驗循環(huán)的各工況排放值變化規(guī)律、非道路國三排放標準要求的基礎(chǔ)上,確定了樣機機內(nèi)凈化方案、初次試驗各排放物的目標值和標定功率。通過研究柴油機不同燃燒室結(jié)構(gòu)及參數(shù)與噴油壓力的變化關(guān)系,依據(jù)試驗所測得的噴油壓力確定1115柴油機燃燒室基本結(jié)構(gòu),并利用模擬仿真進行了優(yōu)化。采用模擬仿真與試驗研究相結(jié)合的方法,分析柴油機噴油和燃燒過程變化對排放的影響。研究得到供油提前角與NOx排放值的量化關(guān)系,給出整機NOx排放小于初次試驗?zāi)繕酥?5.2 g/(kW·h))的供油提前角;提高噴油器開啟壓力及適當增加噴油器流量,改善燃油油束在燃燒室內(nèi)周向分布的均勻性;減小壓縮余隙以增大柴油機壓縮比和燃燒室有效燃燒空間,并合理匹配油嘴伸出高度,使油束在燃燒空間分布按軸向等油氣混合比分布,提高...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 小功率非道路柴油機的排放法規(guī)
    1.3 滿足小功率非道路柴油機排放標準的技術(shù)方案研究
        1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.4 小功率非道路柴油機噴油系統(tǒng)與燃燒系統(tǒng)的研究
        1.4.1 小功率非道路柴油機噴油系統(tǒng)優(yōu)化
        1.4.2 小功率非道路柴油機燃燒系統(tǒng)發(fā)展
        1.4.3 研究樣機燃燒室選型
    1.5 本課題主要研究內(nèi)容
第二章 1115柴油機原機性能試驗與分析
    2.1 基于國三排放要求1115柴油機標定功率的確定
    2.2 試驗條件與排放測試循環(huán)
    2.3 試驗臺架布置與測試設(shè)備
    2.4 1115 柴油機原機性能試驗與分析
        2.4.1 原機負荷特性試驗結(jié)果與分析
        2.4.2 原機高壓油管壓力和示功圖試驗與分析
        2.4.3 原機整機排放測試結(jié)果與分析
        2.4.4 原機機油耗測量結(jié)果
    2.5 燃油油束在燃燒室內(nèi)分布情況
    2.6 本章小結(jié)
第三章 1115柴油機供油系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)數(shù)值模擬
    3.1 噴油系統(tǒng)仿真模擬
        3.1.1 噴油仿真軟件HYDSIM介紹
        3.1.2 噴油系統(tǒng)仿真模型的建立
        3.1.3 邊界條件及初始條件的設(shè)定
        3.1.4 仿真模型的驗證
        3.1.5 典型工況的噴油過程及優(yōu)化
    3.2 缸內(nèi)燃燒過程仿真模型的建立與驗證
        3.2.1 燃燒仿真軟件FIRE介紹
        3.2.2 幾何模型的建立
        3.2.3 計算網(wǎng)格的劃分
        3.2.4 計算模型的選取
            3.2.4.1 氣相湍流流動模型
            3.2.4.2 噴霧模型
            3.2.4.3 著火及燃燒模型
            3.2.4.4 NOx生成模型
            3.2.4.5 碳煙生成模型
        3.2.5 初始條件及邊界條件的確定
        3.2.6 仿真模型的驗證
        3.2.7 燃燒室結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化
    3.3 本章小結(jié)
第四章 1115柴油機燃燒過程模擬仿真優(yōu)化分析
    4.1 供油提前角仿真優(yōu)化
        4.1.1 供油提前角對滯燃期的影響
        4.1.2 供油提前角對缸內(nèi)燃燒溫度的影響
        4.1.3 供油提前角對排放的影響
    4.2 噴油器流量仿真優(yōu)化
        4.2.1 噴油器流量對噴油過程的影響
        4.2.2 噴油器流量對缸內(nèi)流體速度場的影響
        4.2.3 噴油器流量對燃油濃度場的影響
        4.2.4 噴油器流量對油滴汽化速率的影響
        4.2.5 噴油器流量對缸內(nèi)溫度場的影響
        4.2.6 噴油器流量對缸內(nèi)壓力與排放的影響
    4.3 壓縮余隙與油嘴伸出高度仿真優(yōu)化
        4.3.1 壓縮余隙方案對缸內(nèi)速度場和濃度場的影響
        4.3.2 壓縮余隙方案對缸內(nèi)壓力和溫度的影響
        4.3.3 壓縮余隙方案對排放的影響
    4.4 生產(chǎn)控制參數(shù)對排放一致性的分析
        4.4.1 供油提前角變動對排放的影響
        4.4.2 壓縮余隙變動對排放的影響
        4.4.3 油嘴伸出高度變動對排放的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 1115柴油機試驗優(yōu)化分析
    5.1 供油提前角優(yōu)化試驗
    5.2 噴油器流量優(yōu)化試驗
    5.3 壓縮余隙與油嘴伸出高度優(yōu)化試驗
    5.4 整體優(yōu)化后性能與排放試驗結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及專利



本文編號：3802660