本文關鍵詞：噴油策略對柴油機燃燒影響的可視化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：研究表明分段噴射能夠有效降低柴油機燃燒噪音和顆粒排放，對發(fā)動機的節(jié)能減排具有重要意義，但其作用機理還不明確。雙色法作為內(nèi)燃機燃燒診斷的可視化測試方法之一，具有不干擾燃燒、實時測量和簡單可靠等特點，經(jīng)過40多年的探索研究，已被國內(nèi)外學者廣泛應用于柴油機火焰溫度和碳煙濃度分布的測量，并日趨成熟。 本文首先系統(tǒng)介紹雙色法的基本原理，并對波長的選擇，KL因子的物理意義等問題進行了解釋。然后詳細介紹光學發(fā)動機雙色法測試系統(tǒng)，自行開發(fā)了雙色法圖像處理軟件并實現(xiàn)雙色法程序的界面操作，進行了試驗前的油量標定、相機標定和雙色法程序驗證工作。試驗用光學發(fā)動機可以在1200r/min的轉(zhuǎn)速下運行，采用電控高壓共軌噴射系統(tǒng)，噴射壓力和波形靈活可調(diào)，是實現(xiàn)不同噴油策略的基礎。 在光學柴油發(fā)動機上，結(jié)合雙色法分析了預噴對柴油機缸內(nèi)燃燒的影響，結(jié)果表明，在試驗設計的條件下，隨著預、主噴間隔角的增加，缸內(nèi)燃燒壓力的峰值增大；增加預噴油量所占比例有利于降低缸內(nèi)壓力升高率，減小燃燒噪音。隨著預、主噴間隔角的減小或預噴油量比例的增加：滯燃期縮短。隨著預、主噴間隔角的增加，燃燒過程后期缸內(nèi)碳煙氧化速度減緩。隨預噴油量比例的增加，碳煙氧化速度變化不大。預噴時刻和油量比例應充分優(yōu)化：間隔太長或油量太少，則預噴不能起到預熱主噴燃油的目的，而過小的預噴間隔或過大的油量又會造成主噴射油束因卷吸過多的預噴燃燒產(chǎn)物而處于富油缺氧狀態(tài)，燃燒性能急劇惡化，造成碳煙大量產(chǎn)生。 同時，結(jié)合雙色法分析了后噴對柴油機缸內(nèi)燃燒影響。結(jié)果表明，后噴的存在使溫度分布和KL因子總量分布出現(xiàn)雙峰。隨后噴油量比例的增加，最高燃燒壓力降低。同一曲軸轉(zhuǎn)角下，隨著后噴油量比例不斷增加，，總KL因子數(shù)呈先增加后減小的趨勢，且當后噴油量比例較大時，總KL因子數(shù)變化不大。碳煙后期氧化速率隨主、后噴間隔角的增加而加快。后噴時刻和油量比例應充分優(yōu)化：使后噴油束的射流作用促進缸內(nèi)混合氣的湍流擾動，同時后噴燃油的燃燒放熱提升了缸內(nèi)溫度，從而提高了碳煙的氧化率，降低了其最終排放量。
【關鍵詞】：雙色法 噴油策略 碳煙 火焰溫度
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK421.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 主要符號對照表11-12
• 縮寫12-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 本課題研究背景及意義13-14
• 1.2 高壓共軌噴射技術的研究近況14-16
• 1.3 內(nèi)燃機燃燒的可視化測試方法16-20
• 1.3.1 激光誘導熒光法16-17
• 1.3.2 光散射法17-18
• 1.3.3 激光誘導熾光法18
• 1.3.4 紋影法、陰影法18
• 1.3.5 雙色法18-20
• 1.4 本文的研究目的和內(nèi)容20-21
• 第2章 雙色法原理及測試平臺21-38
• 2.1 雙色法的求解和參數(shù)設置21-26
• 2.1.1 雙色法的求解21-23
• 2.1.2 參數(shù)α的選擇23-24
• 2.1.3 波長λ的選擇24-26
• 2.2 雙色法程序?qū)崿F(xiàn)和軟件集成26-28
• 2.2.1 雙色法的程序?qū)崿F(xiàn)26-27
• 2.2.2 雙色法的軟件集成27-28
• 2.3 雙色法的標定和程序驗證28-32
• 2.3.1 標定原因28-29
• 2.3.2 標定過程29-31
• 2.3.3 程序驗證31-32
• 2.4 光學發(fā)動機測試平臺32-36
• 2.4.1 光學發(fā)動機介紹32-34
• 2.4.2 高速攝像機介紹34
• 2.4.3 光學發(fā)動機試驗臺架介紹及試驗前準備34-36
• 2.5 本章小結(jié)36-38
• 第3章 預噴對柴油機燃燒影響的可視化研究38-55
• 3.1 預噴時刻分析38-46
• 3.1.1 預噴時刻試驗方案38
• 3.1.2 燃燒過程分析38-41
• 3.1.3 缸內(nèi)燃燒溫度場分析41-43
• 3.1.4 缸內(nèi)碳煙特性分析43-46
• 3.2 預噴油量比例分析46-54
• 3.2.1 預噴油量比例試驗方案46-47
• 3.2.2 燃燒過程分析47-49
• 3.2.3 缸內(nèi)燃燒溫度場分析49-51
• 3.2.4 缸內(nèi)碳煙特性分析51-54
• 3.3 本章小結(jié)54-55
• 第4章 后噴對柴油機燃燒影響的可視化研究55-71
• 4.1 后噴時刻分析55-62
• 4.1.1 后噴時刻試驗方案55
• 4.1.2 燃燒過程分析55-57
• 4.1.3 缸內(nèi)燃燒溫度場分析57-60
• 4.1.4 缸內(nèi)碳煙特性分析60-62
• 4.2 后噴油量比例分析62-69
• 4.2.1 后噴油量比例試驗方案62-63
• 4.2.2 燃燒過程分析63-64
• 4.2.3 缸內(nèi)燃燒溫度場分析64-67
• 4.2.4 缸內(nèi)碳煙特性分析67-69
• 4.3 本章小結(jié)69-71
• 第5章 總結(jié)與展望71-73
• 5.1 內(nèi)容總結(jié)及主要結(jié)論71-72
• 5.2 前景展望72-73
• 參考文獻73-78
• 附錄 A78-79
• 附錄 B79-81
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單81-82
• 致謝82

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：噴油策略對柴油機燃燒影響的可視化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：353420