本文關(guān)鍵詞：高壓共軌系統(tǒng)中壓力波動對柴油機(jī)燃燒特性的影響研究

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【摘要】：高壓共軌的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了高噴射壓力和多次噴射策略,當(dāng)采用多次噴射策略時,前一次噴射結(jié)束時,噴油器中的燃油會產(chǎn)生一個水擊效應(yīng),形成一個壓力波動,后續(xù)的噴油壓力也會受到影響,進(jìn)而會影響發(fā)動機(jī)的燃燒特性。因此,對高壓共軌系統(tǒng)中壓力波對柴油機(jī)的燃燒特性的影響研究是必要的。當(dāng)高壓共軌系統(tǒng)中采用多次噴射策略時,不同噴射間隔下共軌系統(tǒng)中壓力波會導(dǎo)致后續(xù)噴射的噴射壓力以及噴油率波形隨之變化。那么當(dāng)變換多次噴射噴油間隔時,柴油機(jī)缸內(nèi)燃料與空氣的混合以及燃燒過程便會受到不同噴油間隔、不同噴射壓力以及不同噴油率波形綜合影響。在這種情況下,通過發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)很難發(fā)現(xiàn)上面三種因素中某單一因素對柴油機(jī)燃燒特性的影響。本研究通過數(shù)值模擬方法對上述三種噴油參數(shù)對柴油機(jī)燃燒特性的影響分別進(jìn)行了特定的研究分析。研究首先在搭建的高壓共軌實(shí)驗(yàn)臺上進(jìn)行了不同的燃油噴射實(shí)驗(yàn),獲得了預(yù)噴情況下以及多次噴射情況下有關(guān)噴射參數(shù)對壓力波動的影響規(guī)律。然后利用KIVA-3V程序,建立了基于Ford Puma 2.2L柴油機(jī)的CFD燃燒計(jì)算模型,數(shù)值模擬研究了不同噴射間隔和壓力波動導(dǎo)致的后續(xù)噴射壓力變化以及噴油率波形的變化對缸內(nèi)混合、燃燒和排放的影響。取得了如下研究成果:1.在搭建的高壓共軌實(shí)驗(yàn)臺上,進(jìn)行單次以及兩次燃油噴射實(shí)驗(yàn),一次噴射結(jié)束后,噴油器內(nèi)的壓力呈一個逐漸衰減的波形,兩次噴射的時間間隔的不同對后續(xù)噴射壓力產(chǎn)生不同的影響2.建立柴油機(jī)模型,利用CFD軟件KIVA-3V對柴油機(jī)燃燒過程進(jìn)行模擬,并通過對比模擬得到的和實(shí)驗(yàn)中獲得的示功圖,驗(yàn)證了模型的可用性。3.模擬研究了多次噴射情況下不同噴油間隔對缸內(nèi)混合及燃燒過程的影響,發(fā)現(xiàn)變化噴油間隔對發(fā)動機(jī)缸內(nèi)空燃比、燃燒溫度分布都有明顯影響,同時對NO_x、CO、HC及Soot的生成受噴油間隔的影響規(guī)律。4.通過模擬研究了不同工況下不同噴射壓力對柴油機(jī)燃燒特性的影響,發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)缸內(nèi)溫度和壓力都是隨著噴射壓力的升高而升高的,NO_x的生成量也是隨著壓力的升高而升高,但CO、HC以及Soot的生成量在降低。5.模擬研究了不同噴油率波形對柴油機(jī)燃燒特性的影響,獲取缸內(nèi)壓力、溫度、排放物的生成(NO_x、CO、HC及Soot)及缸內(nèi)混合受噴油率波形的影響規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK421.2

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本文編號：1206290