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  本文關(guān)鍵詞：噴油特性對某船用低速柴油機(jī)性能的影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《江蘇科技大學(xué)》 2015年

噴油特性對某船用低速柴油機(jī)性能的影響研究

朱明敏  

【摘要】：憑借較高的經(jīng)濟(jì)性與工作可靠性,低速二沖程柴油機(jī)已成為現(xiàn)代重要的船舶主推進(jìn)動力源。由于能源的枯竭、國際相關(guān)排放法規(guī)日趨嚴(yán)苛,節(jié)能與減排已然成為船舶柴油機(jī)研究的重要課題。船用柴油發(fā)動機(jī)的動力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性等受到諸多因素的影響,最終排放性能取決于燃燒程度的好與壞,而噴油(霧)特性對于柴油機(jī)整體燃燒過程有著決定性的影響。因此,本文依據(jù)真實(shí)試驗(yàn)平臺所得關(guān)鍵數(shù)據(jù),通過數(shù)值模擬的方法,研究船用柴油機(jī)噴油特性對整機(jī)綜合性能的影響,優(yōu)化、改善柴油機(jī)的燃燒過程,目的是有效降低柴油機(jī)有害物排放的同時又能滿足其對動力性與經(jīng)濟(jì)性的要求。以某船用低速二沖程柴油機(jī)為研究對象,首先,建立由排氣閥、氣缸蓋、氣缸壁以及活塞所組成的封閉的燃燒室?guī)缀文Ｐ?然后,利用通用CFD流體模擬計(jì)算分析軟件STAR-CD中的ES-ICE模塊完成對所建模型面、體網(wǎng)格的劃分,定義缸內(nèi)動態(tài)網(wǎng)格及基礎(chǔ)參數(shù)的設(shè)定,應(yīng)用Pro-star進(jìn)行前處理設(shè)置、計(jì)算和后處理工作;將仿真燃燒過程計(jì)算所獲取的示功圖、瞬時放熱率曲線與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對,曲線吻合程度較高,最高燃燒壓力、最大放熱率相對誤差率分別為0.84%和1.73%;同時將不同工況下仿真與試驗(yàn)所得NOX的加權(quán)平均值進(jìn)行比對,二者變化趨勢基本一致,可為實(shí)際NOX生成、排放總量提供一定的參考。應(yīng)用多領(lǐng)域仿真軟件AMESim建立高壓油管、噴油器的一維系統(tǒng)計(jì)算模型,得到不同噴油規(guī)律的仿真曲線。根據(jù)一維整機(jī)性能仿真所得到的初始、邊界條件,仿真分析了三種不同噴油規(guī)律(矩形、靴型與多次噴射)柴油機(jī)燃燒過程及排放的影響,結(jié)果表明:多次噴射使得NOX排放總量降低了近23.9%,做功能力下降3%,燃油消耗率略有升高�？紤]柴油機(jī)綜合性能,多次噴射策略是相對理想的噴油方案,為了改善由于多次噴射帶來的做功能力下降等問題,需要調(diào)整并找到一個合理的噴油正時。對多次噴射的關(guān)鍵參數(shù)—預(yù)噴率、預(yù)/主噴間隔角進(jìn)行單一變量因素的研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著預(yù)噴率的增加,預(yù)/主噴間隔角的推遲,NOX排放與燃燒噪聲顯著下降,但同時帶來柴油機(jī)做功能力的下降、油耗的升高,而預(yù)/主噴間隔角較預(yù)噴率對于柴油機(jī)綜合性能的影響更為顯著。為了尋獲一個最佳組合,對預(yù)噴率和預(yù)/主噴間隔角進(jìn)行正交化數(shù)值分析,優(yōu)選出最適合本機(jī)型的多次噴射方案,即預(yù)噴率QPI=15%,預(yù)/主噴間隔角θ=3°CA,較原機(jī)型NOX排放降低了約17.2%,達(dá)到了既顯著降低NOX排放與噪聲,又保證柴油機(jī)動力性與經(jīng)濟(jì)性要求的目的。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U664.121
【目錄】：

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