本文關(guān)鍵詞：點(diǎn)燃式重油發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣形成與燃燒過(guò)程的研究

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【摘要】：在常溫下,汽油蒸汽混合氣遇明火時(shí)很容易發(fā)生燃燒和爆炸,而本文中重油(指航空煤油或柴油)具有較高的閃點(diǎn)和較低的揮發(fā)溫度,更容易儲(chǔ)存和處理,安全性較高,而且重油燃料更容易獲得。重油一般采用壓燃的方式著火,而壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)整體重量相比點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)有所增加。在航空的一些特殊應(yīng)用環(huán)境下,用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃用重油既能保證安全性,也不會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的重量。但針對(duì)點(diǎn)燃式重油活塞發(fā)動(dòng)機(jī)中的點(diǎn)火及火焰?zhèn)鞑?wèn)題的研究還相對(duì)較少,對(duì)重油混合氣(特別是重油非均質(zhì)混合氣)中的點(diǎn)火和火焰?zhèn)鞑ヌ匦砸约跋嚓P(guān)影響因素還缺乏必要的認(rèn)識(shí)。因此本文對(duì)點(diǎn)燃式重油發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣形成和燃燒過(guò)程進(jìn)行研究。 首先,根據(jù)ROTAX914燃燒室基本結(jié)構(gòu)參數(shù),建立了燃燒室的三維幾何模型并進(jìn)行了網(wǎng)格劃分;建立了數(shù)學(xué)模型,確定了初始條件及邊界條件。并驗(yàn)證了模型的有效性。 其次,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣形成過(guò)程進(jìn)行仿真分析,研究不同噴油定時(shí)、噴油角度和噴油油量對(duì)混合氣形成特性的影響,給出了有利于重油混合氣點(diǎn)火和燃燒的燃油噴射參數(shù)。 再次,對(duì)重油非均質(zhì)混合氣的點(diǎn)火和火焰?zhèn)鞑ヌ匦砸约跋嚓P(guān)影響因素進(jìn)行研究。分析不同燃油噴射參數(shù)和點(diǎn)火參數(shù)對(duì)重油點(diǎn)火和火焰?zhèn)鞑ミ^(guò)程的影響規(guī)律,結(jié)果表明：燃油噴射參數(shù)直接影響到非均質(zhì)重油混合氣的形成狀態(tài),從而對(duì)燃燒過(guò)程產(chǎn)生影響；引入EGR對(duì)火核生長(zhǎng)有抑制作用,為了在降低排放的同時(shí)使火焰快速傳播,EGR率不宜過(guò)大；存在一個(gè)最佳點(diǎn)火提前角使得點(diǎn)火延遲角最小,火焰發(fā)展速度最快：當(dāng)點(diǎn)火能量達(dá)到一定值后,再增加點(diǎn)火能量對(duì)火核的生長(zhǎng)過(guò)程影響不大,還會(huì)降低點(diǎn)火系統(tǒng)的壽命,因此點(diǎn)火能量并不是越大越好。 最后,對(duì)均質(zhì)混合氣和非均質(zhì)混合氣兩種不同模式下的爆燃現(xiàn)象進(jìn)行了模擬,并且分析了不同點(diǎn)火時(shí)刻、點(diǎn)火能量、EGR率和噴油定時(shí)下的爆燃和失火特性。結(jié)果表明：非均質(zhì)當(dāng)量比混合氣能夠有效抑制爆燃；推遲點(diǎn)火和引入EGR都能使爆燃傾向減小；當(dāng)點(diǎn)火能量小于發(fā)動(dòng)機(jī)所需的最小點(diǎn)火能量時(shí),會(huì)出現(xiàn)失火現(xiàn)象;噴油定時(shí)提前,爆燃傾向減小,但噴油定時(shí)過(guò)早,缸內(nèi)出現(xiàn)了失火現(xiàn)象。 論文的研究成果可以為解決點(diǎn)燃式重油發(fā)動(dòng)機(jī)的以下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：重油的霧化問(wèn)題,重油點(diǎn)火及火焰?zhèn)鞑?wèn)題,爆燃問(wèn)題,失火問(wèn)題提供理論支撐與依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：點(diǎn)燃式活塞發(fā)動(dòng)機(jī) 重油 混合氣形成 燃燒 爆燃 失火
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK401
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-20
• 1.2.1 點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣形成特性的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火模型及火焰?zhèn)鞑ツＰ偷难芯楷F(xiàn)狀13-16
• 1.2.3 點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)點(diǎn)火及火焰?zhèn)鞑ヌ匦缘难芯楷F(xiàn)狀16-17
• 1.2.4 點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃及失火特性的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容20-23
• 2 仿真模型的建立23-39
• 2.1 流體運(yùn)動(dòng)基本方程組23-24
• 2.2 湍流模型24-26
• 2.3 噴霧模型26-30
• 2.3.1 蒸發(fā)模型26-28
• 2.3.2 破碎模型28
• 2.3.3 碰壁模型28-30
• 2.3.4 湍流擴(kuò)散模型30
• 2.4 點(diǎn)火模型和湍流燃燒模型30-32
• 2.5 爆震模型32-33
• 2.6 幾何模型的建立與網(wǎng)格劃分33-36
• 2.6.1 幾何模型的建立及燃燒室改造方案33-35
• 2.6.2 網(wǎng)格的劃分35-36
• 2.7 初始條件及邊界條件36
• 2.8 模型有效性驗(yàn)證分析36-37
• 2.9 本章小結(jié)37-39
• 3 點(diǎn)燃式重油發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣形成特性的仿真分析39-59
• 3.1 柴油與汽油的混合氣形成特性對(duì)比分析39-42
• 3.2 噴油定時(shí)對(duì)混合氣形成的影響42-46
• 3.3 噴油角度對(duì)混合氣形成的影響46-50
• 3.4 噴油油量對(duì)混合氣形成的影響50-56
• 3.5 本章小結(jié)56-59
• 4 點(diǎn)燃式重油發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火及火焰?zhèn)鞑ヌ匦缘姆抡娣治?/span>59-91
• 4.1 混合氣形成對(duì)點(diǎn)火及火焰?zhèn)鞑ヌ匦缘挠绊?/span>59-70
• 4.2 EGR率對(duì)點(diǎn)火及火焰?zhèn)鞑ミ^(guò)程的影響70-77
• 4.3 點(diǎn)火參數(shù)對(duì)點(diǎn)火及火焰?zhèn)鞑ヌ匦缘挠绊?/span>77-88
• 4.3.1 點(diǎn)火時(shí)刻對(duì)點(diǎn)火及火焰?zhèn)鞑ヌ匦缘挠绊?/span>77-83
• 4.3.2 點(diǎn)火能量對(duì)點(diǎn)火及火焰?zhèn)鞑ヌ匦缘挠绊?/span>83-88
• 4.4 本章小結(jié)88-91
• 5 點(diǎn)燃式重油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)爆燃及失火特性的仿真分析91-113
• 5.1 爆燃特性的仿真分析91-104
• 5.1.1 均質(zhì)混合氣與非均質(zhì)混合氣的爆燃模擬對(duì)比91-94
• 5.1.2 爆燃特性的影響因素分析94-104
• 5.2 失火特性的仿真分析104-110
• 5.2.1 噴油定時(shí)對(duì)失火特性的影響104-106
• 5.2.2 點(diǎn)火時(shí)刻和EGR率對(duì)失火特性的影響106-109
• 5.2.3 點(diǎn)火能量對(duì)失火特性的影響109-110
• 5.3 本章小結(jié)110-113
• 6 全文總結(jié)與展望113-115
• 6.1 全文總結(jié)113-114
• 6.2 工作展望114-115
• 參考文獻(xiàn)115-119
• 作者簡(jiǎn)歷119-123
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集123

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：950200