發(fā)布時間：2020-03-21 06:42

【摘要】：能源資源的緊缺和日益嚴格的排放法規(guī)使得發(fā)動機節(jié)能減排成為內(nèi)燃機科研工作者們研究的重點,尋找替代能源以及開發(fā)新型燃燒模式是實現(xiàn)節(jié)能減排的有效措施。低溫燃燒模式通過降低燃燒溫度可以抑制氮氧化物和碳煙排放的生成條件,而在柴油中摻混丁醇,利用丁醇的含氧特性可以達到改善低溫燃燒特性的目的。本文基于電控化改造后的4190型柴油機系統(tǒng),探究了柴油-丁醇混合燃料的燃燒特性,通過優(yōu)化噴油壓力、噴油定時和進氣壓力來提高燃燒質(zhì)量,實現(xiàn)高效燃燒的可行性。首先,為了提高燃油噴射系統(tǒng)噴油壓力,利用AMEsim仿真軟件建立了電控單體泵燃油噴射系統(tǒng)模型,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)修正并驗證了模型的準確性�；谀Ｐ瓦\用正交試驗設計方法安排燃油噴射系統(tǒng)參數(shù)仿真計算,進而分析燃油系統(tǒng)參數(shù)對噴射特性的影響。結(jié)果表明:各參數(shù)對噴油壓力影響程度由強到弱依次為:柱塞直徑、油管直徑、凸輪型線速度、噴孔數(shù)×噴孔直徑(流通面積不變)、油管長度;在噴嘴流通面積不變的基礎上,單純依靠改變高壓油管長度或者半徑來改變噴油壓力的效果不顯著。其次,利用AVL_FIRE軟件建立缸內(nèi)燃燒高壓循環(huán)模型,并為柴油-丁醇混合燃料選擇合適的化學反應機理文件耦合軟件,以及設置了適當?shù)某跏紬l件、邊界條件及子模塊,最后通過缸壓曲線仿真值與試驗值對比驗證了模型的準確性,從而建立柴油-丁醇混合燃料燃燒模型。最后,通過耦合AMEsim和AVL_FIRE軟件實現(xiàn)燃燒模型不同的燃油噴射壓力,以及引入廢氣再循環(huán)實現(xiàn)低溫燃燒,從而研究分析了噴油壓力、丁醇摻混比、EGR率、噴油提前角和進氣壓力對混合燃料燃燒性能和排放的影響。分析結(jié)果表明:提高噴油壓力,可以改善油氣混合均勻度,使得霧化效果變好;引入廢氣再循環(huán)后,缸內(nèi)燃燒平均溫度可以降低到1650K以下,實現(xiàn)了低溫燃燒,NO排放量顯著降低,10%以上EGR率相對于原機的NO排放質(zhì)量分數(shù)約下降90%;柴油中摻混丁醇可以明顯改善低溫燃燒,抑制了碳煙和CO生成。柴油-丁醇混合燃料B10在15%EGR率和B20在12.5%EGR下的仿真結(jié)果表明,增大噴油提前角使得NO排放升高,但CO排放顯著降低;提高進氣壓力,動力性和經(jīng)濟性改善明顯,同時NO和CO排放降低,但碳煙前驅(qū)物A_4轉(zhuǎn)化為Soot的質(zhì)量分數(shù)提高。
【學位授予單位】：集美大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U664.121

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