隨著全球石油資源短缺,各國排放法規(guī)日益嚴(yán)格,天然氣發(fā)動機(jī)的開發(fā)和應(yīng)用成為發(fā)動機(jī)行業(yè)的研究熱點(diǎn)。研究表明,普通的進(jìn)氣道低壓噴射天然氣發(fā)動機(jī)存在動力下降,未燃?xì)怏w排放增加,冷啟動困難等缺陷。而缸內(nèi)高壓直噴式天然氣發(fā)動機(jī)能夠采用高壓縮比工作方式,動力性能與同排量柴油機(jī)接近,燃燒更充分,CO2,NOx,PM等污染物排放均大幅降低。對缸內(nèi)高壓直噴天然氣/柴油發(fā)動機(jī)而言,其內(nèi)部燃料的噴射霧化,與空氣混合情況以及天然氣替代率對發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃燒以及排放具有重要影響。本文進(jìn)行了定容彈內(nèi)雙燃料射流混合過程可視化實(shí)驗(yàn)研究,模擬柴油微引燃式天然氣發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃料發(fā)展情況。設(shè)計(jì)了一套能夠?qū)崿F(xiàn)天然氣/柴油雙燃料缸內(nèi)高壓直噴的同軸噴射器,并以某型柴油噴射器為原型,提出了該同軸噴射器的關(guān)鍵參數(shù)。考慮到實(shí)際加工的成本,本文又以該同軸噴射器為原型,設(shè)計(jì)了一套加工難度與成本低的組合式天然氣/柴油雙燃料噴射器,實(shí)現(xiàn)天然氣/柴油雙燃料缸內(nèi)高壓噴射功能。實(shí)驗(yàn)采用紋影以及高速攝影技術(shù),拍攝定容彈內(nèi)部的雙燃料射流發(fā)展過程。研究了定容彈內(nèi)背壓,天然氣噴射壓力,柴油噴射壓力,天然氣/柴油噴射時(shí)刻相位差等因素對雙燃料射流發(fā)展過程的影響。研究結(jié)...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 柴油機(jī)面臨的問題
        1.1.2 天然氣燃料應(yīng)用前景
    1.2 天然氣發(fā)動機(jī)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 天然氣發(fā)動機(jī)的分類
        1.2.2 天然氣/柴油雙燃料噴射研究現(xiàn)狀
        1.2.3 HPDI天然氣發(fā)動機(jī)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 天然氣/柴油雙燃料定容彈噴射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    2.1 紋影儀及其測量原理
        2.1.1 紋影儀工作原理
        2.1.2 光路設(shè)計(jì)
    2.2 天然氣/柴油雙燃料噴射器設(shè)計(jì)
        2.2.1 天然氣/柴油雙燃料同軸噴射器
        2.2.2 天然氣/柴油組合噴射器
    2.3 燃料供給與控制系統(tǒng)
        2.3.1 天然氣供給系統(tǒng)
        2.3.2 柴油供給系統(tǒng)
        2.3.3 雙燃料ECU控制系統(tǒng)
    2.4 本章小結(jié)
3 天然氣/柴油定容彈內(nèi)高壓直噴實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.1 背壓對雙燃料射流發(fā)展的影響
        3.1.1 背壓對雙燃料混合的影響
        3.1.2 背壓對天然氣射流發(fā)展的影響
        3.1.3 背壓對柴油射流發(fā)展的影響
    3.2 天然氣噴射壓力對混合過程的影響
        3.2.1 天然氣噴射壓力對燃料混合的影響
        3.2.2 天然氣噴射壓力對天然氣射流發(fā)展的影響
    3.3 柴油噴射壓力對柴油射流發(fā)展的影響
    3.4 不同噴射相位對缸內(nèi)混合的影響
    3.5 定容彈內(nèi)雙燃料碰壁實(shí)驗(yàn)
        3.5.1 研究背景與實(shí)驗(yàn)條件
        3.5.2 柴油射流碰壁發(fā)展過程
        3.5.3 天然氣射流碰壁發(fā)展過程
    3.6 本章小結(jié)
4 HPDI天然氣發(fā)動機(jī)燃燒排放的數(shù)值模擬
    4.1 研究背景
        4.1.1 基本守恒方程
        4.1.2 燃燒模型
        4.1.3 排放模型
    4.2 物理模型與研究方案
        4.2.1 物理模型及網(wǎng)格生成
        4.2.2 模擬方案
    4.3 結(jié)果討論
        4.3.1 天然氣替代率對缸內(nèi)燃燒的影響
        4.3.2 天然氣替代率對排放的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果



本文編號：3765417