【摘要】：能源資源的緊缺和日益嚴(yán)格的排放法規(guī)使得發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能減排成為內(nèi)燃機(jī)科研工作者們研究的重點(diǎn),尋找替代能源以及開發(fā)新型燃燒模式是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的有效措施。低溫燃燒模式通過(guò)降低燃燒溫度可以抑制氮氧化物和碳煙排放的生成條件,而在柴油中摻混丁醇,利用丁醇的含氧特性可以達(dá)到改善低溫燃燒特性的目的。本文基于電控化改造后的4190型柴油機(jī)系統(tǒng),探究了柴油-丁醇混合燃料的燃燒特性,通過(guò)優(yōu)化噴油壓力、噴油定時(shí)和進(jìn)氣壓力來(lái)提高燃燒質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)高效燃燒的可行性。首先,為了提高燃油噴射系統(tǒng)噴油壓力,利用AMEsim仿真軟件建立了電控單體泵燃油噴射系統(tǒng)模型,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)修正并驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性�；谀Ｐ瓦\(yùn)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法安排燃油噴射系統(tǒng)參數(shù)仿真計(jì)算,進(jìn)而分析燃油系統(tǒng)參數(shù)對(duì)噴射特性的影響。結(jié)果表明:各參數(shù)對(duì)噴油壓力影響程度由強(qiáng)到弱依次為:柱塞直徑、油管直徑、凸輪型線速度、噴孔數(shù)×噴孔直徑(流通面積不變)、油管長(zhǎng)度;在噴嘴流通面積不變的基礎(chǔ)上,單純依靠改變高壓油管長(zhǎng)度或者半徑來(lái)改變噴油壓力的效果不顯著。其次,利用AVL_FIRE軟件建立缸內(nèi)燃燒高壓循環(huán)模型,并為柴油-丁醇混合燃料選擇合適的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理文件耦合軟件,以及設(shè)置了適當(dāng)?shù)某跏紬l件、邊界條件及子模塊,最后通過(guò)缸壓曲線仿真值與試驗(yàn)值對(duì)比驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性,從而建立柴油-丁醇混合燃料燃燒模型。最后,通過(guò)耦合AMEsim和AVL_FIRE軟件實(shí)現(xiàn)燃燒模型不同的燃油噴射壓力,以及引入廢氣再循環(huán)實(shí)現(xiàn)低溫燃燒,從而研究分析了噴油壓力、丁醇摻混比、EGR率、噴油提前角和進(jìn)氣壓力對(duì)混合燃料燃燒性能和排放的影響。分析結(jié)果表明:提高噴油壓力,可以改善油氣混合均勻度,使得霧化效果變好;引入廢氣再循環(huán)后,缸內(nèi)燃燒平均溫度可以降低到1650K以下,實(shí)現(xiàn)了低溫燃燒,NO排放量顯著降低,10%以上EGR率相對(duì)于原機(jī)的NO排放質(zhì)量分?jǐn)?shù)約下降90%;柴油中摻混丁醇可以明顯改善低溫燃燒,抑制了碳煙和CO生成。柴油-丁醇混合燃料B10在15%EGR率和B20在12.5%EGR下的仿真結(jié)果表明,增大噴油提前角使得NO排放升高,但CO排放顯著降低;提高進(jìn)氣壓力,動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性改善明顯,同時(shí)NO和CO排放降低,但碳煙前驅(qū)物A_4轉(zhuǎn)化為Soot的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高。
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U664.121

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