面對能源危機(jī)和環(huán)境污染兩大世紀(jì)難題以及越來越嚴(yán)格的排放法規(guī),對缸內(nèi)常規(guī)燃燒技術(shù)的研究已經(jīng)不能滿足廣大研究學(xué)者的需求,國際上發(fā)動機(jī)燃燒過程的組織結(jié)構(gòu)正在發(fā)生革命性的變革,發(fā)動機(jī)燃燒技術(shù)正向高密度、高稀釋和超高壓等極端條件方向發(fā)展。本文以一臺缸內(nèi)直噴汽油機(jī)為原型建立了天然氣發(fā)動機(jī)模型,通過仿真計算分析,研究了高密度高稀氣條件下各點(diǎn)火參數(shù)對天然氣燃燒和排放的影響規(guī)律,優(yōu)化極端條件下點(diǎn)火系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定燃燒,達(dá)到高動力性、高經(jīng)濟(jì)性和低排放、低排氣溫度的目標(biāo)。首先,利用樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對燃燒模型進(jìn)行有效性驗(yàn)證;其次,研究了不同點(diǎn)火方式、雙火花塞位置、點(diǎn)火正時、點(diǎn)火能量對高密度高稀氣條件下天然氣發(fā)動機(jī)燃燒排放影響。結(jié)果表明:采用雙火花塞點(diǎn)火與單花塞點(diǎn)火相比,可以縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x,提高火焰?zhèn)鞑ニ俾?提高發(fā)動機(jī)的熱效率,但是需要配合合適的點(diǎn)火正時,以達(dá)到更好的效果。在研究雙火花塞位置的影響時發(fā)現(xiàn)當(dāng)A=2/3時,燃燒速度最快,燃燒持續(xù)期最短。雙火花塞距離過小或過大,都會降低發(fā)動機(jī)的燃燒速度,增加燃燒持續(xù)期,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性變差,污染物排放增多。在不同的工況下,均存在最佳點(diǎn)火正時,其中當(dāng)量比為0.6時,最佳點(diǎn)火正時為695°CA,當(dāng)量比為0.55時,最佳點(diǎn)火正時為685°CA,研究表明通過優(yōu)化點(diǎn)火正時可以彌補(bǔ)高稀氣條件下造成的動力性不足。最后,對點(diǎn)火能量研究表明,增大點(diǎn)火能量可以促進(jìn)火核生成,縮短火焰發(fā)展期,但點(diǎn)火能量增加到一定值后,繼續(xù)增大點(diǎn)火能量,對發(fā)動機(jī)性能的改善不大。在高密度高稀氣條件下當(dāng)量比為0.6時,最小點(diǎn)火能量為45mJ,當(dāng)量比為0.55時,最小點(diǎn)火能量為35mJ。因此通過優(yōu)化點(diǎn)火系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)在高稀氣條件下已更低的點(diǎn)火能量實(shí)現(xiàn)更高效的燃燒。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK431
【部分圖文】：

合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文網(wǎng)格越精細(xì)，計算時間越長，計算精度越高。所以在極易產(chǎn)究的部位應(yīng)減小網(wǎng)格尺寸以保證網(wǎng)格質(zhì)量，提高計算精度；模擬計算結(jié)果的地方可以適當(dāng)加大網(wǎng)格尺寸節(jié)省計算時間�？鼐W(wǎng)格生成情況，檢查網(wǎng)格質(zhì)量，確保沒有負(fù)網(wǎng)格存在。果。圖 2.3 為 360oCA，540oCA，720oCA 不同曲軸轉(zhuǎn)角的動

10720oCA 540oCA圖 2.3 不同曲軸轉(zhuǎn)角下的動網(wǎng)格Fig 2.3 The moving mesh in different crank angle

第二章 內(nèi)燃機(jī)數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)及仿真模型的建立機(jī)進(jìn)行燃燒過程仿真研究，并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對比校驗(yàn)，缸壓對比示。對比模擬數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，兩者整體趨勢保持一致，只有少誤差在允許范圍之內(nèi)。說明所選用的模型和設(shè)置參數(shù)合理，可以點(diǎn)燃式天然氣發(fā)動機(jī)的缸內(nèi)燃燒排放過程。
【參考文獻(xiàn)】

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1 郝軍營;;天然氣汽車的現(xiàn)狀和前景分析[J];安陽工學(xué)院學(xué)報;2015年04期

2 劉濤;紀(jì)軍;衛(wèi)海橋;羅坤;;先進(jìn)發(fā)動機(jī)燃燒基礎(chǔ)研究的進(jìn)展和關(guān)鍵科學(xué)問題[J];中國科學(xué)基金;2014年01期

3 孫慧慧;王天友;張海巖;;高壓縮比稀薄燃燒天然氣發(fā)動機(jī)的燃燒與排放特性[J];天然氣工業(yè);2013年02期

4 夏懷成;安子軍;孫澤;邸立明;;雙火花塞發(fā)動機(jī)性能的仿真分析[J];機(jī)械設(shè)計;2012年05期

5 陸薛松;王顯會;;雙火花塞小型內(nèi)燃機(jī)燃燒過程數(shù)值模擬[J];拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車;2012年01期

6 林學(xué)東;黃丫;袁方恩;朱行安;張斌;;CNG缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)稀薄燃燒火焰?zhèn)鞑ミ^程影響因素的研究[J];汽車工程;2011年10期

7 曲大為;李君;高瑩;周冬青;范魯艷;;點(diǎn)火模式對增壓稀燃LPG發(fā)動機(jī)燃燒特性的影響[J];汽車工程;2011年06期

8 姜士陽;;天然氣發(fā)動機(jī)理論空燃比與稀燃對比研究[J];農(nóng)機(jī)化研究;2010年10期

9 羅彩茹;王海林;洪添勝;吳偉斌;劉落實(shí);;壓縮天然氣在汽車上的應(yīng)用及展望[J];農(nóng)機(jī)化研究;2010年04期

10 鄭建軍;王金華;王彬;黃佐華;寧德忠;張英佳;;壓縮比對直噴天然氣發(fā)動機(jī)燃燒與排放特性的影響[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報;2010年01期

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1 孫景震;雙火花塞點(diǎn)火直噴甲醇發(fā)動機(jī)燃燒及排放的仿真研究[D];吉林大學(xué);2016年

2 崔昊;雙火花塞對天然氣定容燃燒影響的試驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2016年

3 魏弟清;稀燃天然氣發(fā)動機(jī)的燃燒系統(tǒng)及其工作過程研究[D];廣西大學(xué);2014年

4 李博;滿足國V排放的稀燃天然氣發(fā)動機(jī)工作過程模擬[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

5 陳立超;點(diǎn)燃式氣體燃料發(fā)動機(jī)燃燒穩(wěn)定性的模擬研究[D];北京交通大學(xué);2012年

6 吳家平;天然氣發(fā)動機(jī)稀薄燃燒試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D];華中科技大學(xué);2009年

7 李全武;H12V190ZLT型高增壓、稀燃天然氣發(fā)動機(jī)的設(shè)計開發(fā)[D];山東大學(xué);2008年

本文編號：2870755