【摘要】：降低發(fā)動機傳熱損失是提高發(fā)動機熱效率的重要途徑,本文提出了基于低渦流開口燃燒室,通過油氣室匹配降低柴油機傳熱損失并實現(xiàn)高效率燃燒的思路�；谝慌_六缸重型柴油機,首先通過不同開口燃燒室和渦流比降低缸內(nèi)傳熱損失,然后匹配噴油系統(tǒng)提高燃燒效率和降低傳熱損失,最后通過燃燒系統(tǒng)匹配探究不同開口燃燒室傳熱損失和熱效率的改善空間。首先研究了開口燃燒室和渦流比對柴油機熱平衡規(guī)律的影響,通過對比臺階和開口燃燒室熱平衡規(guī)律,結(jié)果表明開口燃燒室由于較小的活塞深度和較大的縮口半徑,相比于臺階燃燒室高溫區(qū)分布更靠近缸蓋和缸套,其活塞傳熱量較小,但缸蓋和缸套傳熱量較大。針對開口燃燒室缸蓋和缸套較大的傳熱量,希望通過改變開口燃燒室線型來改變缸內(nèi)高溫區(qū)分布位置,研究了五種不同開口燃燒室線型對柴油機熱平衡規(guī)律的影響。結(jié)果表明較大的凸臺高度和活塞深度(V3開口燃燒室)可以減緩高溫區(qū)向缸蓋和缸套的發(fā)展速度,從而降低缸蓋和缸套的傳熱量,但油氣混合能力也減弱,燃燒損失增大。針對傳熱損失低而燃燒損失大的V3開口燃燒室,研究了渦流比對其熱平衡規(guī)律的影響,結(jié)果表明增大渦流比對油氣混合能力沒有促進作用,反而會增大高溫區(qū)在圓周方向的分布位置,從而增大傳熱損失,低渦流比使缸內(nèi)傳熱損失較小。然后對低渦流V3開口燃燒室進行噴油系統(tǒng)的匹配,研究了噴孔數(shù)和噴油夾角對其傳熱損失和熱效率的影響。結(jié)果表明增大噴孔數(shù)可以使得燃油在圓周方向分布更加均勻,油氣混合能力增加,指示熱效率增大,但噴孔數(shù)過于增大會導致油束之間的重疊,使燃燒損失增大,指示熱效率降低。增大噴孔數(shù)會使得單個噴孔噴出油量較少,燃油運動較慢從而較晚到達燃燒室壁面,對活塞而言由于燃油在圓周方向分布較均勻,燃油運動較慢對活塞傳熱量影響不大,但對缸蓋傳熱量減少幅度較大進而導致缸內(nèi)總傳熱損失隨噴孔數(shù)增大而減小;增大噴油夾角使得油束下表面與空氣接觸較好,缸內(nèi)油氣混合能力增強,指示熱效率增大。增大噴油夾角會使得油束中心線靠近缸蓋,缸蓋附近燃油增多,同時油束在活塞圓弧上的落點上移,使得較多燃油向活塞底部運動,活塞、缸蓋傳熱量均增大,缸內(nèi)傳熱損失增加。最后分兩個步驟研究了燃燒系統(tǒng)中不同開口燃燒室、渦流比、噴孔數(shù)、噴油夾角四個參數(shù)匹配對柴油機傳熱損失和熱效率的影響。在0.4渦流比和16噴孔基礎(chǔ)上對不同開口燃燒室和噴油夾角匹配,結(jié)果表明噴油夾角較大和較小對所有燃燒室而言都不能使得指示熱效率較高,OPEN型開口燃燒室與噴油夾角79°的匹配缸內(nèi)能量分布較優(yōu);在OPEN型開口燃燒室和噴油夾角79°基礎(chǔ)上對噴孔數(shù)和渦流比匹配,結(jié)果表明對所有噴孔數(shù)而言,適當增大渦流比有利于指示熱效率的提高,但渦流比太大指示熱效率會下降;在較小渦流比工況下,增多噴孔數(shù)可以提高缸內(nèi)指示熱效率和降低缸內(nèi)傳熱損失,16孔與渦流比為0.4、1和1.5的工況缸內(nèi)傳熱損失較低,指示熱效率較高,與原機臺階燃燒室相比,實現(xiàn)了柴油機低傳熱損失下的高效率燃燒。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TK423
【圖文】：

資源不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾�，F(xiàn)階段我國仍重要的石油進口國之一。根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，20億噸，同比增長 5.2% ，其中進口量達 3.96 億噸，比為 67.4%，為歷史最高[1]。提高石油資源的使用效率。車行業(yè)蓬勃發(fā)展，汽車年產(chǎn)銷量位于世界前列，截達 3.22 億輛，其中汽車保有量 2.35 億輛，私家車要消耗大量的汽油、柴油，降低車輛的燃油消耗率可我國化石能源對外依存度。另外隨著人們生活質(zhì)量為了響應(yīng)《巴黎協(xié)定》各締約國機制化減少溫室氣體 的目標，汽車行業(yè)也加大了對車用內(nèi)燃機 CO2排放界主要國家和地區(qū)降低 CO2排放時間表，我國乘用放量[3]。為了減少溫室氣體的排放，提高內(nèi)燃機熱效率

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文燒效率進行了實驗研究。研究結(jié)果表明：在 PPCI 模式下，熱效率由高到低依次為 GP、G、GDP、GE、GD，而在 MPCI 模式下，熱效率由高到低依次為 GP、GDP、GE、G、GD，如圖 1-2 和圖 1-3。除 G、GP 外，MPCI 模式的熱效率均高于 PPCI 模式。GP 由于 CA50 較早且燃燒持續(xù)時間較短，在兩種燃燒模式下有最高的熱效率 48.8%。

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 黎長樂;楊彬彬;堯命發(fā);鄭尊清;;汽油/柴油雙燃料不同燃燒模式能量平衡分析研究[J];內(nèi)燃機工程;2015年05期

2 黃軍;王憲成;張更云;;特種車輛柴油機燃燒室與共軌系統(tǒng)模擬匹配計算與分析[J];兵工學報;2007年12期

3 魏熔,李向榮,張國棟;柴油機新型雙卷流燃燒系統(tǒng)混合與燃燒機理研究[J];內(nèi)燃機學報;1998年04期

4 楊長林，居蔭誠，舒國才，王懿銘;改善低散熱發(fā)動機燃燒過程的措施[J];內(nèi)燃機學報;1995年04期

5 吳錦翔,呂林,高孝洪;低散熱發(fā)動機的傳熱燃燒及熱效率[J];武漢交通科技大學學報;1994年04期

6 王懿銘,楊長林,劉育民,舒國才;燃油性質(zhì)與噴油參數(shù)對陶瓷隔熱復合機燃燒過程的影響[J];內(nèi)燃機學報;1993年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 胡東;高強化柴油機燃燒室對燃燒過程及性能影響的仿真研究[D];北京交通大學;2012年

本文編號：2732734