本文關(guān)鍵詞：燃燒特征參數(shù)對(duì)柴油機(jī)性能的影響研究

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【摘要】：目前柴油機(jī)的發(fā)展方向?yàn)楦咝屎偷团欧�。�?yōu)化缸內(nèi)燃燒過程以實(shí)現(xiàn)機(jī)內(nèi)凈化NOx和煙度是解決排放問題的根本手段。本研究以重型高壓共軌增壓中冷柴油機(jī)為研究對(duì)象，借助INCA標(biāo)定系統(tǒng)，通過試驗(yàn)研究了噴油參數(shù)、噴射模式和EGR等單因素及多因素耦合對(duì)柴油機(jī)燃燒過程和排放的影響，并探索達(dá)到國Ⅳ排放的技術(shù)措施。 第一部分研究了單因素邊界條件對(duì)柴油機(jī)燃燒特征參數(shù)的影響，并分析了典型特征參數(shù)CA50和燃燒持續(xù)期與排放及經(jīng)濟(jì)型映射關(guān)系。試驗(yàn)在1650r/min轉(zhuǎn)速50%負(fù)荷工況下進(jìn)行，具體結(jié)論如下： 1)噴射壓力對(duì)CA50和燃燒持續(xù)期有顯著影響，提升噴射壓力能夠使CA50提前，，燃燒持續(xù)期縮短；CA50隨噴油正時(shí)的提前而前移且呈近似線性關(guān)系，而噴射正時(shí)對(duì)燃燒持續(xù)期影響不明顯。隨CA50前移，燃油消耗率降低，熱效率升高，但CA50提前至一定程度(10°CAATDC)后出現(xiàn)拐點(diǎn)，噴射正時(shí)過早，會(huì)引起燃燒過程粗暴。 2)主后噴兩段噴射能夠降低缸內(nèi)最高溫度，有效降低NOx和煙度排放，但存在最優(yōu)主后噴間隔，然而，過大后噴射油量容易引起燃油消耗和煙度增加。主后噴兩段噴射對(duì)主燃燒影響較小，CA50變化不明顯，但隨主后噴間隔和后噴油量比例增大，燃燒持續(xù)期延長。 3) EGR率可作為控制放熱率的主要手段，隨EGR率增大CA50略微延后，燃燒持續(xù)期顯著延長，EGR能夠有效降低NOx排放，但較大的EGR率易引起燃油消耗和煙度排放惡化。 第二部分利用多因素耦合DoE響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)方法，研究了噴射參數(shù)耦合EGR對(duì)柴油機(jī)性能及排放的影響。試驗(yàn)在1650r/min轉(zhuǎn)速50%負(fù)荷工況下進(jìn)行，得到如下結(jié)論： 1)利用中心復(fù)合設(shè)計(jì)構(gòu)建5因素3響應(yīng)二階模型，得到的NOx、煙度和燃油消耗率模型經(jīng)檢驗(yàn)均顯著有效。利用意愿函數(shù)對(duì)多目標(biāo)問題進(jìn)行優(yōu)化，以國Ⅳ排放結(jié)合燃油消耗增量不超過5%為限定目標(biāo)。優(yōu)化試驗(yàn)點(diǎn)驗(yàn)證顯示模型吻合度高，說明模型在研究范圍內(nèi)能夠?qū)憫?yīng)有效預(yù)測。 2)在固定EGR率、噴射壓力和后噴射油量在較優(yōu)水平條件下，通過改變噴射正時(shí)和主后噴間隔，研究了CA50和燃燒持續(xù)期對(duì)柴油機(jī)性能和排放的影響，結(jié)果表明，多段噴射下存在使煙度較小的最優(yōu)主后噴間隔，CA50的提前和燃燒持續(xù)期的縮短，有助于降低燃油消耗率，但NOx排放增加。 3)多次噴射耦合EGR優(yōu)化策略組合最終得到的NOx和PM排放值分別為3.3g·(kWh)-1和0.019g·(kWh)-1，NOx排放較原機(jī)降低了65%，在不依賴后處理系統(tǒng)的條件下達(dá)到國Ⅳ排放限值，而此時(shí)燃油消耗率增加了5.1%。另外，在保持原機(jī)油耗的條件下，通過多次噴射耦合EGR手段能夠降低NOx比排放達(dá)到40%，若想大幅度降低NOx，則需要犧牲較多燃油消耗。本文所研究條件下，解決NOx和be的矛盾關(guān)系比較困難。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK421.2

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔣德明;;達(dá)到歐洲Ⅵ排放法規(guī)的新一代車用重載柴油機(jī)[J];車用發(fā)動(dòng)機(jī);2009年04期

2 劉忠長;金華玉;李康;;高壓共軌噴射柴油機(jī)采用燃料主噴和后噴的燃燒模擬[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2008年06期

3 王曉瑜,陳國華,蔣炎坤;2~k析因試驗(yàn)設(shè)計(jì)及其在發(fā)動(dòng)機(jī)排放中的運(yùn)用[J];內(nèi)燃機(jī)工程;2004年02期

4 倪計(jì)民;杜倩穎;周英杰;劉疆;楊挺然;;DoE在高壓共軌柴油機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);2009年03期

5 袁野;李國岫;虞育松;趙鵬;李洪萌;;基于響應(yīng)面法的高強(qiáng)化柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)多參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化匹配研究[J];內(nèi)燃機(jī)工程;2012年05期

6 黃豪中;安彥召;蘇萬華;毛立偉;梁源飛;代玉利;;噴射壓力和噴孔直徑對(duì)柴油機(jī)混合燃料噴霧特性的影響[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);2013年03期

7 劉敬平;夏孝朗;趙智超;詹樟松;張曉宇;胡鐵剛;;內(nèi)燃機(jī)燃燒放熱率的典型特征參數(shù)對(duì)比以及對(duì)熱-功轉(zhuǎn)換效率的影響[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);2012年03期

8 張玉銀;張高明;許敏;;直噴汽油機(jī)燃燒系統(tǒng)開發(fā)中的噴霧激光診斷技術(shù)[J];汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào);2011年04期

9 劉忠長;金華玉;王忠恕;沈照杰;李康;;基于后噴策略的柴油機(jī)時(shí)序分區(qū)燃燒模擬[J];燃燒科學(xué)與技術(shù);2010年01期

10 謝輝;孫艷輝;吳召明;;基于離子電流的汽油HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒相位傳感方法[J];天津大學(xué)學(xué)報(bào);2007年09期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 田徑;基于EGR耦合多段噴射實(shí)現(xiàn)超低排放研究[D];吉林大學(xué);2010年

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