【摘要】：隨著我國汽車排放法規(guī)的日益嚴(yán)格以及能源危機(jī)的加劇,對汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性提出了更高的要求,因此尋找一種新的燃燒技術(shù)便是當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)燃燒領(lǐng)域的主要方向之一。汽油-柴油雙燃料發(fā)動機(jī)的燃燒方式由化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)控制,此燃燒方式是一種先進(jìn)的燃燒技術(shù),能夠避免汽油機(jī)NO_χ排放高、柴油機(jī)顆粒物排放高的缺點(diǎn),與此同時(shí)結(jié)合汽油機(jī)工作不粗暴、柴油機(jī)動力性好的優(yōu)點(diǎn)。本文的主要研究目的是通過數(shù)值模擬與優(yōu)化方法對汽油-柴油雙燃料發(fā)動機(jī)噴油策略進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)一步降低其排放。具體研究內(nèi)容如下:本文以一臺汽油-柴油雙燃料發(fā)動機(jī)為研究對象,對其建模以及并劃分一套質(zhì)量高的網(wǎng)格,基于AVL-fire軟件對壓縮、做功行程進(jìn)行仿真計(jì)算。為保證仿真正確性,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對網(wǎng)格策略及噴霧模型、汽油-柴油反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了驗(yàn)證。對該汽油-柴油雙燃料發(fā)動機(jī)與單燃料發(fā)動機(jī)進(jìn)行比較分析,結(jié)果表明該雙燃料發(fā)動機(jī)在動力性、排放等方面優(yōu)于單燃料發(fā)動機(jī)。在不同負(fù)荷下針對EGR率、汽油質(zhì)量比對雙燃料發(fā)動機(jī)燃燒與排放的影響進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明,在小負(fù)荷下雙燃料發(fā)動機(jī)的燃燒性能對汽油質(zhì)量比更為敏感,其排放對EGR率更為敏感。在大負(fù)荷下EGR率對燃燒性能的影響與小負(fù)荷下類似,但對排放的影響不同,NO隨著EGR率的增加先增加后減少,未燃碳?xì)浠衔?UHC)影響規(guī)律整體一致;汽油質(zhì)量比對燃燒和排放的影響與小負(fù)荷下類似。采用基于克里金近似模型的第二代非支配排序遺傳算法(Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)對雙燃料發(fā)動機(jī)的噴油策略進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化,選取第一次直噴時(shí)刻、第二次直噴時(shí)刻、第一次直噴燃油質(zhì)量、進(jìn)氣門關(guān)閉角作為優(yōu)化變量。優(yōu)化目標(biāo)是CO、NO、最大壓力升高率。通過數(shù)據(jù)挖掘?qū)ζ溥M(jìn)行定性分析,研究結(jié)果表明:較小的最大壓力升高率、較小的NO排放需要較小的第一次直噴時(shí)刻,較小的CO排放需要較小的進(jìn)氣門關(guān)閉角和較大的第一次直噴燃油質(zhì)量。并把優(yōu)化后的解與初始模型進(jìn)行比較分析,與初始模型相比,其中一組最優(yōu)解C的CO排放減小14.4%,NO排放減小71.01%,最大壓力升高率增加14.83%。通過本文對EGR率、汽油質(zhì)量比影響以及噴油策略優(yōu)化的研究,可以給汽油-柴油雙燃料發(fā)動機(jī)相關(guān)研究提供參考,為雙燃料發(fā)動機(jī)的開發(fā)提供一定指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U464.173

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2777185