甲醇/柴油活性控制壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)值研究及熱力學(xué)分析
發(fā)布時(shí)間:2021-10-30 01:42
由于面臨著能源和環(huán)境的雙重壓力,因此提出一種可以采用替代燃料的清潔高效的新型燃燒模式有著十分重要的意義。本文分別利用優(yōu)化算法、能量和(?)分析對(duì)甲醇/柴油活性控制壓燃式(RCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行全面討論。此外,還對(duì)廢氣再循環(huán)(EGR)以及燃油特性對(duì)RCCI性能的影響開(kāi)展了深入的分析。(1)以提升燃油經(jīng)濟(jì)性,降低氮氧化物(NOx)和碳煙排放作為優(yōu)化目標(biāo),借助帶精英策略的非支配排序遺傳算法(NSGA-Ⅱ)對(duì)RCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的五個(gè)重要參數(shù)進(jìn)行同步優(yōu)化,包括預(yù)混甲醇比例、柴油噴油時(shí)刻、EGR率、缸內(nèi)初始溫度和壓力。優(yōu)化結(jié)果表明采用較高的初始?jí)毫、適中的EGR率、較高的預(yù)混甲醇比例、較早的噴油時(shí)刻以及較高的初始溫度,能夠同時(shí)獲得較好的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放表現(xiàn)。透過(guò)參數(shù)敏感性分析發(fā)現(xiàn),初始溫度和EGR率對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能的影響最為關(guān)鍵。甲醇比例和噴油時(shí)刻能夠影響發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃油濃度和活性的空間分布,因此對(duì)NOx和碳煙的影響較為明顯。初始?jí)毫?duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響最小,可以用來(lái)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒相位(CA50)時(shí)刻。此外,增加甲醇比例不僅可以延遲著火時(shí)刻,還能夠增強(qiáng)缸內(nèi)燃油的活性和濃度分層,從而減緩燃燒速率,獲得更小的...
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:175 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2.3在柴油PCCI中,對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)量與模擬計(jì)算的缸內(nèi)壓力和熱釋放率??
a.噴油質(zhì)量二?12.54?mg/cyc?b.噴油質(zhì)量=14.48?mg/cyc??圖2.3在柴油PCCI中,對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)量與模擬計(jì)算的缸內(nèi)壓力和熱釋放率??Fig.?2.3?Comparisons?of?in-cyli打der?pressure?and?HRR?betwee打?simulations?and??measurements?i打?diesel?PCCI?combustion??200?—???1000?5?I???—I?6???■??Experiment?4?.??■??Experiment?.?5??A?*150???口—-?SimulaWo口?-?700。-二??^—??Simulation?::z^??1?/?CO?1?I?3?-?NOx?\?-?4?I??6)?復(fù)吉?a\?吉??公?100?-?盧?/???400?^?^?2?-?\\?3?^??3?乂X?壹夏?吾??^?0?-?Experiment/3??A?-?1??HO?Soot??0?I?'?'?'?'?'??-200?-1?I?一B?'?L:^'?■?"-^5^?—?一立?0??0.010?0.012?0.014?0.016?0.018?0.020?0.022?0.010?0.012?0.014?0.016?0.018?0.020?0.022??Fuel?Flow?Rate?(g化yc)?Fuel?Flow?Rate?(g化yc)??a.?HC和CO排放?b.氮氧化物和碳煙排放??圖2.4在柴油PCCI中
內(nèi)部EGR才能實(shí)現(xiàn)甲醇的正常著火。由于該發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室并非中也對(duì)稱,因此需要??模擬整個(gè)氣缸的流動(dòng)W及燃燒過(guò)程,不同于2.1節(jié)只考慮部分氣缸的情況。發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)??行參數(shù)如表2.5所示。通過(guò)在圖2.5中的結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn),在該運(yùn)行工況下,模型預(yù)測(cè)的??缸內(nèi)壓力和熱釋放率曲線與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。??表2.4甲醇HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)??Table?2.4?Specifications?of?methanol?HCCI?engine??參數(shù)名稱?mi??排氣量(L)?〇3??缸徑X沖程如mxmm)?86?x化??幾何壓縮比?】0.44:1??活塞形狀?平頂活塞??噴油策略?進(jìn)氣道噴射??Cv'hnd?巧如沁??燃燒室形狀?f?‘??表2.5驗(yàn)證HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況?*??Table?2.5?Engi打e?operating?conditio打s?for?validations??參數(shù)名稱?SI??發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(rev/min)?2000??噴油時(shí)刻廣CABTDC)?35??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]柴油機(jī)燃用甲醇/生物柴油著火過(guò)程[J]. 李瑞娜,王忠,趙洋,劉帥,瞿磊. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2015(05)
[2]燃料理化特性對(duì)柴油機(jī)低溫燃燒過(guò)程及排放特性的影響[J]. 司鵬鹍,劉海峰,王海,孔令存,李善舉,鄭尊清. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2014(01)
[3]正丁醇/生物柴油高預(yù)混壓燃燃燒及排放特性的試驗(yàn)[J]. 堯命發(fā),龐闊,谷靜波,鄭尊清,王鑫. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]燃料特性對(duì)車用柴油機(jī)有害排放的影響[J]. 譚丕強(qiáng),趙堅(jiān)勇,胡志遠(yuǎn),樓狄明,杜愛(ài)民. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[5]柴油車排放法規(guī)及后處理技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J]. 帥石金,唐韜,趙彥光,華倫. 汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2012(03)
[6]中國(guó)煤制甲醇的發(fā)展研究[J]. 薛鳳臣. 科技與企業(yè). 2012(15)
[7]廢氣再循環(huán)對(duì)柴油機(jī)氮氧化物和顆粒排放影響的試驗(yàn)研究[J]. 張全長(zhǎng),堯命發(fā),鄭尊清,張翔宇. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2012(04)
[8]二氧化碳制甲醇——碳減排的新方向[J]. 呂海波. 氣體分離. 2011(05)
[9]噴射時(shí)刻對(duì)柴油和汽油/柴油混合燃料低溫燃燒的影響[J]. 韓東,呂興才,黃震,DENNIS Assanis. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2011(03)
[10]高密度-低溫柴油機(jī)燃燒理論與技術(shù)的研究與進(jìn)展[J]. 蘇萬(wàn)華. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2008(S1)
博士論文
[1]射流控制柴油預(yù)混合壓縮著火系統(tǒng)研究[D]. 張強(qiáng).大連理工大學(xué) 2015
[2]柴油/甲醇雙燃料重載柴油機(jī)氣體和微粒排放特性的研究[D]. 耿鵬.天津大學(xué) 2014
[3]均質(zhì)壓燃(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)著火與燃燒過(guò)程的理論與數(shù)值研究[D]. 賈明.大連理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]焦?fàn)t氣制取甲醇項(xiàng)目開(kāi)發(fā)方案[D]. 符小林.四川大學(xué) 2005
本文編號(hào):3465796
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:175 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2.3在柴油PCCI中,對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)量與模擬計(jì)算的缸內(nèi)壓力和熱釋放率??
a.噴油質(zhì)量二?12.54?mg/cyc?b.噴油質(zhì)量=14.48?mg/cyc??圖2.3在柴油PCCI中,對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)量與模擬計(jì)算的缸內(nèi)壓力和熱釋放率??Fig.?2.3?Comparisons?of?in-cyli打der?pressure?and?HRR?betwee打?simulations?and??measurements?i打?diesel?PCCI?combustion??200?—???1000?5?I???—I?6???■??Experiment?4?.??■??Experiment?.?5??A?*150???口—-?SimulaWo口?-?700。-二??^—??Simulation?::z^??1?/?CO?1?I?3?-?NOx?\?-?4?I??6)?復(fù)吉?a\?吉??公?100?-?盧?/???400?^?^?2?-?\\?3?^??3?乂X?壹夏?吾??^?0?-?Experiment/3??A?-?1??HO?Soot??0?I?'?'?'?'?'??-200?-1?I?一B?'?L:^'?■?"-^5^?—?一立?0??0.010?0.012?0.014?0.016?0.018?0.020?0.022?0.010?0.012?0.014?0.016?0.018?0.020?0.022??Fuel?Flow?Rate?(g化yc)?Fuel?Flow?Rate?(g化yc)??a.?HC和CO排放?b.氮氧化物和碳煙排放??圖2.4在柴油PCCI中
內(nèi)部EGR才能實(shí)現(xiàn)甲醇的正常著火。由于該發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室并非中也對(duì)稱,因此需要??模擬整個(gè)氣缸的流動(dòng)W及燃燒過(guò)程,不同于2.1節(jié)只考慮部分氣缸的情況。發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)??行參數(shù)如表2.5所示。通過(guò)在圖2.5中的結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn),在該運(yùn)行工況下,模型預(yù)測(cè)的??缸內(nèi)壓力和熱釋放率曲線與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。??表2.4甲醇HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)??Table?2.4?Specifications?of?methanol?HCCI?engine??參數(shù)名稱?mi??排氣量(L)?〇3??缸徑X沖程如mxmm)?86?x化??幾何壓縮比?】0.44:1??活塞形狀?平頂活塞??噴油策略?進(jìn)氣道噴射??Cv'hnd?巧如沁??燃燒室形狀?f?‘??表2.5驗(yàn)證HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況?*??Table?2.5?Engi打e?operating?conditio打s?for?validations??參數(shù)名稱?SI??發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(rev/min)?2000??噴油時(shí)刻廣CABTDC)?35??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]柴油機(jī)燃用甲醇/生物柴油著火過(guò)程[J]. 李瑞娜,王忠,趙洋,劉帥,瞿磊. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2015(05)
[2]燃料理化特性對(duì)柴油機(jī)低溫燃燒過(guò)程及排放特性的影響[J]. 司鵬鹍,劉海峰,王海,孔令存,李善舉,鄭尊清. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2014(01)
[3]正丁醇/生物柴油高預(yù)混壓燃燃燒及排放特性的試驗(yàn)[J]. 堯命發(fā),龐闊,谷靜波,鄭尊清,王鑫. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]燃料特性對(duì)車用柴油機(jī)有害排放的影響[J]. 譚丕強(qiáng),趙堅(jiān)勇,胡志遠(yuǎn),樓狄明,杜愛(ài)民. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[5]柴油車排放法規(guī)及后處理技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J]. 帥石金,唐韜,趙彥光,華倫. 汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2012(03)
[6]中國(guó)煤制甲醇的發(fā)展研究[J]. 薛鳳臣. 科技與企業(yè). 2012(15)
[7]廢氣再循環(huán)對(duì)柴油機(jī)氮氧化物和顆粒排放影響的試驗(yàn)研究[J]. 張全長(zhǎng),堯命發(fā),鄭尊清,張翔宇. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2012(04)
[8]二氧化碳制甲醇——碳減排的新方向[J]. 呂海波. 氣體分離. 2011(05)
[9]噴射時(shí)刻對(duì)柴油和汽油/柴油混合燃料低溫燃燒的影響[J]. 韓東,呂興才,黃震,DENNIS Assanis. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2011(03)
[10]高密度-低溫柴油機(jī)燃燒理論與技術(shù)的研究與進(jìn)展[J]. 蘇萬(wàn)華. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2008(S1)
博士論文
[1]射流控制柴油預(yù)混合壓縮著火系統(tǒng)研究[D]. 張強(qiáng).大連理工大學(xué) 2015
[2]柴油/甲醇雙燃料重載柴油機(jī)氣體和微粒排放特性的研究[D]. 耿鵬.天津大學(xué) 2014
[3]均質(zhì)壓燃(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)著火與燃燒過(guò)程的理論與數(shù)值研究[D]. 賈明.大連理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]焦?fàn)t氣制取甲醇項(xiàng)目開(kāi)發(fā)方案[D]. 符小林.四川大學(xué) 2005
本文編號(hào):3465796
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