內(nèi)燃機(jī)排放對環(huán)境的影響愈演愈烈,減少排放勢在必行。氫氣作為一種很有前途的能源,憑借其優(yōu)良的理化特性在內(nèi)燃機(jī)中將占據(jù)重要角色。純氫內(nèi)燃機(jī)主要存在動力性不足和儲存困難的問題,還需要更多時(shí)間發(fā)展。相比而言,以汽油燃料為主,通過在傳統(tǒng)缸內(nèi)直噴汽油機(jī)中添加氫氣,改變摻氫能量比例可以有效利用氫燃料的優(yōu)點(diǎn)改善純油燃料帶來的一些問題。考慮到車輛常用轉(zhuǎn)速在中低轉(zhuǎn)速;且通過汽油的稀燃極限范圍確定了負(fù)荷區(qū)間為中高負(fù)荷。綜上,本文通過數(shù)值模擬方式探究了在中低轉(zhuǎn)速與中高負(fù)荷下,不同摻氫能量比對缸內(nèi)直噴汽油機(jī)燃燒和排放的影響。本文的主要工作是:首先根據(jù)實(shí)測的發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù),運(yùn)用Solid Works建立了發(fā)動機(jī)三維模型;然后通過AVL-FIRE進(jìn)行仿真計(jì)算;最后,通過對比分析摻氫后與摻氫前的動力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性差異來總結(jié)摻氫對缸內(nèi)直噴汽油機(jī)的影響。同時(shí)通過對動力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性的綜合分析評價(jià)為中低轉(zhuǎn)速、中高負(fù)荷下的摻氫策略提供理論指導(dǎo)。本文采用氫氣在進(jìn)氣道內(nèi)噴射,汽油在缸內(nèi)直噴。在相同負(fù)荷下固定總能量,隨著摻氫能量比的增加,汽油能量將隨之減少。研究結(jié)果表明:相比于原機(jī)而言,在相同轉(zhuǎn)速、同一負(fù)荷下,當(dāng)摻氫能量比...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 研究背景
        1.2.1 能源危機(jī)和環(huán)境污染
        1.2.2 替代燃料的選擇
        1.2.3 氫能發(fā)展前景
    1.3 研究現(xiàn)狀
        1.3.1 純氫內(nèi)燃機(jī)
        1.3.2 摻氫內(nèi)燃機(jī)
    1.4 研究內(nèi)容和研究方法
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 研究方法
    1.5 本章小結(jié)
2 CFD計(jì)算理論基礎(chǔ)
    2.1 AVL-FIRE簡介
    2.2 控制方程
    2.3 湍流模型
    2.4 燃燒模型
    2.5 NO_X排放模型
    2.6 數(shù)值計(jì)算方法
        2.6.1 控制方程離散化
        2.6.2 求解方法
    2.7 本章小結(jié)
3 研究方案及計(jì)算參數(shù)設(shè)置
    3.1 研究對象
    3.2 研究方案
        3.2.1 變量參數(shù)的選取
        3.2.2 參數(shù)水平值的選取及依據(jù)
    3.3 幾何模型
    3.4 網(wǎng)格劃分
    3.5 計(jì)算參數(shù)的設(shè)置
        3.5.1 初始條件和邊界條件
        3.5.2 計(jì)算步長的選取
    3.6 數(shù)值模型的驗(yàn)證
        3.6.1 試驗(yàn)裝置
        3.6.2 試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬的對比
    3.7 本章小結(jié)
4 摻氫對缸內(nèi)混合氣質(zhì)量的影響
    4.1 摻氫對缸內(nèi)空氣質(zhì)流量的影響
    4.2 摻氫對缸內(nèi)湍動能的影響
    4.3 摻氫對缸內(nèi)濃度場的影響
    4.4 摻氫對均勻性系數(shù)的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 摻氫對汽油機(jī)燃燒和排放性能的影響
    5.1 摻氫對缸內(nèi)燃燒特性的影響
        5.1.1 摻氫對缸內(nèi)燃燒溫度和壓力的影響
        5.1.2 摻氫對缸內(nèi)壓力峰值時(shí)刻的影響
    5.2 摻氫對汽油機(jī)動力性和經(jīng)濟(jì)性的影響
    5.3 摻氫對汽油機(jī)排放性的影響
        5.3.1 摻氫對CO和NO排放物的影響
        5.3.2 摻氫對CO₂排放物的影響
    5.4 摻氫對汽油機(jī)性能綜合評價(jià)分析
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)和展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號：3807418