【摘要】：在工業(yè)革命之后,人類在近一百年的時(shí)間里大肆消耗非再生能源,造成能源短缺和環(huán)境惡化等問題。柴油機(jī)又是推動(dòng)人類文明進(jìn)步的一環(huán),所以研發(fā)更具經(jīng)濟(jì)環(huán)保而又有強(qiáng)勁動(dòng)力的柴油機(jī)有非常大的前景。對(duì)于直噴柴油機(jī),缸內(nèi)氣體流動(dòng)、混合氣的形成對(duì)燃燒的好壞和污染物的排放起著至關(guān)重要的作用。雖然電控技術(shù)能根據(jù)柴油機(jī)的工況提供最佳的噴油量,噴油壓力也不受內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的影響。但考慮到工作環(huán)境,造價(jià)以維修成本等因素。目前對(duì)非道路小型農(nóng)用的柴油機(jī)還是通過改進(jìn)缸內(nèi)氣流的運(yùn)動(dòng),提高可燃混合氣的質(zhì)量來提高其動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性。由于GD190單缸柴油機(jī)的輕量化設(shè)計(jì),使得氣缸上的設(shè)計(jì)布局十分緊密,所以通過對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)的估算確定所需噴油器的基本尺寸,對(duì)氣缸的設(shè)計(jì)會(huì)帶來便利。本文研究首先估算了噴油器噴孔的大小,CFD軟件AVL FireESE模塊建立了噴油器與燃燒室的計(jì)算模型,然后,運(yùn)用AVL Fire軟件建立全模型,獲得噴孔錐角、噴嘴深度和燃燒室偏置等參數(shù)對(duì)燃燒的影響。模擬結(jié)果表明：對(duì)于高速短行程單缸柴油機(jī),在噴油壓力、噴孔直徑以及燃燒室相同的情況下,需要匹配有較大噴孔錐角的噴油器,且噴油器的安裝深度需要較深。在噴孔錐角太小時(shí),油束的切向力不能與從氣缸環(huán)形流入燃燒室內(nèi)的氣流相匹配形成有利于燃油蒸汽霧化的渦旋。而噴油嘴安裝深度較小時(shí),容易使燃油蒸汽依附在氣缸蓋頂部,不利于燃燒。在油束夾角,以及噴油嘴安裝深度不變時(shí),使燃燒室整體偏移活塞中心5mn,噴油器還是安裝在燃燒室正上方。仿真結(jié)果顯示,在2600r/min,滿負(fù)荷時(shí),偏置燃燒室的柴油機(jī)霧化出現(xiàn)霧化不均勻,缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)較燃燒室不偏置的柴油機(jī)有了較大變化。試驗(yàn)結(jié)果表明：在高速、高負(fù)荷的工況下,不偏置型的燃燒室較偏置燃燒室型油耗要低很多。
[Abstract]:After the Industrial Revolution, human beings consumed non-renewable energy in nearly a hundred years, resulting in energy shortage and environmental deterioration. Diesel engine is also a link to promote the progress of human civilization, so the research and development of more economic and environmental protection and strong power diesel engine has a great prospect. For the direct injection diesel engine, the gas flow in the cylinder and the formation of the mixture play an important role in the combustion and pollutant emission. Although electronic control technology can provide the best fuel injection according to the working conditions of diesel engine, the injection pressure is not affected by the speed of internal combustion engine. But considering the working environment, the cost is based on the maintenance cost and other factors. At present, the power economy of non-road small agricultural diesel engine is improved by improving the movement of in-cylinder air flow and improving the quality of combustible mixture. Because of the lightweight design of GD190 single-cylinder diesel engine, the design layout on the cylinder is very close, so it will be convenient for the design of the cylinder to determine the basic size of the injector through the estimation of the design index. In this paper, the size of injector injection hole is estimated at first, and the calculation model of injector and combustion chamber is established by CFD software AVL FireESE module. Then, the full model is established by using AVL Fire software to obtain the effects of injection hole cone angle, nozzle depth and combustion chamber bias on combustion. The simulation results show that for high speed and short stroke single cylinder diesel engine, under the same injection pressure, injection hole diameter and combustion chamber, it is necessary to match the injector with large injection hole cone angle, and the installation depth of the injector needs to be deeper. When the nozzle cone angle is too small, the tangential force of the oil beam can not be matched with the air flow flowing from the cylinder ring into the combustion chamber to form a vortex conducive to the atomization of fuel steam. However, the fuel injection nozzle has a small installation depth, which makes the fuel steam attached to the top of the cylinder head easily, which is not conducive to combustion. When the angle of the fuel beam and the installation depth of the nozzle remain unchanged, the combustion chamber is shifted to the piston center by 5 mm, and the injector is still installed directly above the combustion chamber. The simulation results show that at 2600r / min, the atomization of the diesel engine with bias combustion chamber is uneven, and the air flow in the cylinder is much different from that of the diesel engine without bias in the combustion chamber. The experimental results show that the fuel consumption of the unbiased combustion chamber is much lower than that of the bias combustion chamber under the condition of high speed and high load.
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK423

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本文編號(hào)：2505328