本文關鍵詞：噴油參數對某型柴油機混合氣形成及性能影響的實證研究

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【摘要】：噴油參數對燃油噴射霧化起著決定性的作用,進而影響柴油機混合氣的形成與燃燒。利用數值仿真計算的方法,分析噴油參數對燃油噴射霧化、混合氣形成及燃燒過程的影響規(guī)律,對優(yōu)化燃燒過程、提高柴油機性能、降低排放具有非常重要的意義。本文利用三維仿真軟件FIRE建立某型柴油機燃燒仿真模型,對噴霧燃燒過程進行數值計算,利用缸內溫度場、濃度場的變化規(guī)律來直觀地反應噴油參數對混合燃燒過程的影響。對表征油氣混合及燃燒過程的特征參數(湍流混合速率、油束貫穿距離、燃油蒸發(fā)率等)進行分析,研究了噴油提前角、噴油壓力及噴孔直徑對燃油噴射霧化、混合氣形成及燃燒過程的影響,對影響柴油機性能和排放污染物生成的部分因素進行分析,提出相應的優(yōu)化策略。結果表明,噴油提前角、噴油壓力、噴孔直徑對噴霧燃燒過程有著很顯著的影響,以缸內流場各參數及柴油機性能的變化規(guī)律作為依據,提出相應的噴油參數優(yōu)化策略。提高噴油壓力或減小噴孔直徑,油滴平均直徑減小,與空氣的接觸面積增大,燃油蒸發(fā)速率加快,油氣混合速度加快,更容易形成均勻混合氣,缸內燃燒溫度和壓力升高,生成的NO增加,SOOT減少；增大噴油提前角,滯燃期變長,著火時形成的可燃混合氣更多,最高燃燒溫度和最大爆發(fā)壓力升高,生成的NO增多,SOOT減少,適當的噴油提前角有利于提高柴油機動力性和經濟性。根據仿真結果中噴油提前角對柴油機性能影響的規(guī)律,確定噴油提前角的較優(yōu)區(qū)間,再通過試驗測試,結果表明,噴油正時對性能和排放影響的規(guī)律性表現較為一致,說明仿真模型能夠有效的反應柴油機的混合燃燒規(guī)律,同時解決了部分三維流場仿真的置信度問題,利用仿真與試驗測試相結合的方法,可以有效獲得噴油提前角的較優(yōu)區(qū)間,對實際標定和優(yōu)化工作具有指導意義。
【關鍵詞】：噴油參數 混合氣 燃燒排放 模擬仿真 試驗標定
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK421.2
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 研究背景及意義12
• 1.2 提高柴油機動力性、經濟性的主要措施12-13
• 1.3 柴油機排放的有害物質13-15
• 1.3.1 NO的生成機理13-14
• 1.3.2 SOOT的生成機理14-15
• 1.4 降低柴油機排放的技術措施及現狀15-18
• 1.4.1 控制柴油機排放機內凈化措施15-17
• 1.4.2 柴油機排放控制的機外凈化技術17-18
• 1.5 關于柴油機混合氣形成及燃燒過程國內外研究現狀18-19
• 1.6 本文研究主要內容19-21
• 第二章 建立仿真模型的理論基礎及相關模型的選擇21-29
• 2.1 湍流流動模型21-22
• 2.1.1 質量守恒方程21
• 2.1.2 動量守恒方程21-22
• 2.1.3 能量守恒方程22
• 2.2 湍流模型22-24
• 2.3 噴霧模型24-26
• 2.3.1 液滴湍流擴散模型24
• 2.3.2 液滴的相互作用模型24-25
• 2.3.3 碰壁模型25
• 2.3.4 蒸發(fā)模型25-26
• 2.3.5 液滴破碎模型26
• 2.4 燃燒模型26-27
• 2.5 排放模型27-28
• 2.5.1 NO模型27-28
• 2.5.2 SOOT模型28
• 2.6 本章小結28-29
• 第三章 仿真模型的建立及準確性驗證29-38
• 3.1 柴油機的主要技術參數29
• 3.2 一維仿真平臺的建立29-32
• 3.3 三維仿真平臺的建立32-37
• 3.3.1 三維仿真平臺的流程圖32
• 3.3.2 燃燒室及噴油器的結構參數32-33
• 3.3.3 三維幾何模型的建立33
• 3.3.4 網格的劃分33-35
• 3.3.5 初始條件和邊界條件35
• 3.3.6 三維仿真模型的驗證35-37
• 3.4 本章小結37-38
• 第四章 柴油機混合氣的形成過程38-44
• 4.1 缸內氣流運動過程分析38-40
• 4.2 缸內燃油運動過程分析40-41
• 4.3 混合氣的形成與分布41-42
• 4.4 本章小結42-44
• 第五章 噴油參數對柴油機噴霧及燃燒排放性能的影響44-61
• 5.1 噴油提前角對柴油機噴霧特性及燃燒排放的影響44-52
• 5.1.1 噴油提前角對燃油噴射霧化的影響44-45
• 5.1.2 噴油提前角對燃燒的影響45-46
• 5.1.3 噴油提前角對缸內溫度的影響46-48
• 5.1.4 噴油提前角對缸內壓力的影響48-49
• 5.1.5 噴油提前角對柴油機動力性和經濟性的影響49
• 5.1.6 噴油提前角對排放性能的影響49-52
• 5.2 噴油壓力對柴油機噴霧特性及燃燒排放性能的影響52-56
• 5.2.1 噴油壓力對噴霧特性的影響52-54
• 5.2.2 噴油壓力對缸內壓力溫度的影響54-55
• 5.2.3 噴油壓力對柴油機動力性和經濟性的影響55
• 5.2.4 噴油壓力對柴油機排放性能的影響55-56
• 5.3 噴孔直徑對柴油機噴霧特性及燃燒排放性能的影響56-60
• 5.3.1 噴孔直徑對燃油噴射霧化的影響56-58
• 5.3.2 噴孔直徑對缸內壓力和溫度的影響58-59
• 5.3.3 噴孔直徑對柴油機動力性和經濟性的影響59
• 5.3.4 噴孔直徑對柴油機排放性能的影響59-60
• 5.4 本章小結60-61
• 第六章 噴油提前角對柴油機性能影響規(guī)律的試驗驗證61-66
• 6.1 噴油提前角對動力性、經濟性影響的試驗驗證62
• 6.2 噴油提前角對排放性能影響的試驗驗證62-64
• 6.3 不同轉速下噴油提前角對柴油機性能影響的試驗驗證64-65
• 6.4 本章小結65-66
• 總結與展望66-68
• 總結66-67
• 展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文71

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前3條

1 Balachandar S;Eaton John K;朱偉;任曉川;鄭曉靜;;湍流擴散多相流[J];力學進展;2010年05期

2 沈俊,傅立敏,黎妹紅,王靖宇;CFD軟件及其在汽車領域的應用[J];汽車研究與開發(fā);2000年05期

3 杜建華;蔣公見;蔣海牙;;國內外柴油機電控噴油技術的發(fā)展現狀及前景[J];自動化技術與應用;2010年08期

中國碩士學位論文全文數據庫 前4條

1 吳麗芬;轎車柴油機燃燒過程的仿真研究[D];吉林大學;2007年

2 接浩南;基于單體泵方式的機車柴油機電控系統研究[D];武漢理工大學;2008年

3 楊建坤;利用EGR技術降低渦輪增壓內燃機排氣污染的研究[D];天津大學;2007年

4 牛有城;大功率柴油機燃燒過程參數化分析及系統參數優(yōu)化匹配研究[D];北京交通大學;2009年

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本文編號：932490