發(fā)動機對汽車工業(yè)的發(fā)展具有重要作用,而新能源汽車現(xiàn)階段以及未來相當(dāng)長的時間內(nèi)都無法完全替代以傳統(tǒng)內(nèi)燃機作為動力裝置的燃油車,因此進(jìn)一步研究發(fā)動機燃燒與排放是具有重要意義的。由于存在諸多因素對發(fā)動機燃燒過程和排放結(jié)果產(chǎn)生影響,僅僅依靠試驗又難以獲得全面的燃燒參數(shù)來做分析且成本較高,而利用零維（0D）模型和三維（3D）CFD模型結(jié)合方式來分析發(fā)動機燃燒和排放是可行的。本文通過驗證零維擬序火焰模型和三維G方程燃燒模型對預(yù)混燃燒工況的模擬和預(yù)測能力,從0D/3D層面并結(jié)合試驗數(shù)據(jù)分析了進(jìn)氣條件對燃燒過程的影響。試驗結(jié)果表明:在當(dāng)量比越小,進(jìn)氣壓力和點火提前角越大,指示燃油消耗率隨著進(jìn)氣當(dāng)量比的增加而增加。同一當(dāng)量比情形下,滿足的IMEP（Indicated Mean Effective Pressure）越大,指示燃油消耗率越小。仿真結(jié)果表明:采用0D模型對燃燒和排放具有較好的模擬和預(yù)測能力,對NO的排放預(yù)測相比CO的預(yù)測更為精準(zhǔn)。通過0D/3D仿真數(shù)據(jù)得出當(dāng)量比Φ越大時,燃燒持續(xù)期越短,最大熱釋放率越大,燃燒累計放熱率相位提前。當(dāng)量比越小時,由于進(jìn)氣湍流加強,促進(jìn)了火焰表面的發(fā)展,火焰褶皺和... 

【文章來源】：溫州大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

中國近十年汽車產(chǎn)銷圖

圖 1-2 石油進(jìn)口量Figure 1-2 Oil imports發(fā)動機的主要排放物質(zhì)包括碳煙、HC（未燃燒的碳?xì)浠铮1]。汽車排放的污染物中，碳煙主要由于柴油機子燃料高溫分解產(chǎn)生穩(wěn)定的中間產(chǎn)物—乙炔，乙炔吸化合物形成顆粒狀物質(zhì)。HC 生成的原因包括縫隙效應(yīng)、油蒸氣的吸收和放出、沉積物的影響、容積淬熄等[2]，十分復(fù)雜多樣，HC 主要包括烴類（主要成分）、炔類質(zhì)。CO 主要產(chǎn)生在發(fā)動機氣缸內(nèi)的“富燃”區(qū)域的火足導(dǎo)致該區(qū)域生成大量中間產(chǎn)物 CO，此外高溫也會產(chǎn)生部分 CO，大部分的 CO 會隨著燃燒的進(jìn)一步有少部分的 CO 會隨著燃燒廢氣排出氣缸。發(fā)動機尾 NO，占比大概在 95%以上[5]，其主要是由于燃燒過程氣體 N2與 O2發(fā)生氧化反應(yīng)生成 NO[4]。對人類健康的威脅由來已久，尾氣中的 CO 極易與人體生中毒反應(yīng)并危害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，NO 屬于無色無味且

G 方程模型簡介紹要用于研究預(yù)混火焰，如圖 1-3 所示的擬反應(yīng)發(fā)生在一個火焰薄層中，即火焰鋒面，和已燃?xì)怏w區(qū)并向新鮮氣體區(qū)傳播[49]。CF情形下，火焰很薄，可以通過火焰面密度與燃燒率[12]，這對于反應(yīng)缸內(nèi)各物質(zhì)成分的變過程。3D CFM 模型廣泛應(yīng)用于雷諾平均模3D CFD 仿真具有精確模擬和預(yù)測發(fā)動機工程十分繁雜，導(dǎo)致 3D CFD 模型仿真在現(xiàn)階，而通過簡化 3D 模型得到的 1D 或 0D 模計算效率[18, 51]。0D CFM 模型能夠彌補韋伯，給出缸內(nèi)燃燒參數(shù)的物理意義，如火焰面積火焰燃燒速度等，并且能夠?qū)ξ矚馀欧藕?


本文編號：3376439