本文關鍵詞：柴油引燃缸內直噴天然氣發(fā)動機爆震燃燒過程的仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學》 2015年

柴油引燃缸內直噴天然氣發(fā)動機爆震燃燒過程的仿真研究

李曉曉  

【摘要】：在柴油引燃缸內直噴天然氣發(fā)動機中，天然氣是主要燃料，提供90%多的能量。該種發(fā)動機既可以減少對石油燃料的消耗，與柴油機相比，污染物和溫室氣體的排放也大大減少，同時熱效率與柴油機相當。在柴油引燃缸內直噴天然氣發(fā)動機中，接近壓縮上止點時，氣缸中噴入少量柴油，柴油被壓燃，燃燒產生的高溫產物或高溫區(qū)域將在柴油之后直接噴入氣缸的天然氣引燃；與柴油機中燃燒方式相似，該發(fā)動機缸內燃燒過程包括預混合燃燒階段和擴散燃燒階段。但在一些工況下，柴油與天然氣的噴射參數不恰當時，預混合燃燒階段反應會非常迅速，缸內會發(fā)生強烈的爆震，產生很大燃燒噪聲，甚至損害發(fā)動機。 本文應用三維流體仿真軟件CONVERGE模擬了某型號柴油引燃缸內直噴天然氣發(fā)動機的爆震燃燒過程，并用專業(yè)的后處理軟件Fieldview處理模擬結果。提取了燃燒室中8個代表位置的局部壓力變化，用局部壓力最大波動幅度平均值定義的爆震指標衡量爆震強度。本文研究了該發(fā)動機的爆震燃燒過程特點，及天然氣噴射時刻、引燃柴油量和缸內初始溫度對該發(fā)動機爆震的影響。研究結果如下： 1、不同于在汽油機中由于末端混合氣自燃引起的缸內壓力波動而發(fā)生的爆震現象，在柴油引燃缸內直噴天然氣發(fā)動機中，，預混合燃燒階段過快的燃燒速率引起的爆震。爆震主要發(fā)生在燃燒初始階段，爆震時缸內有明顯的壓力波動，且缸內不同位置處壓力波動幅度大小不同，且靠近缸壁處波動幅度較大。 2、柴油的噴射量與噴射時刻不變，改變天然氣的噴射時刻，兩種燃料的起始噴射時間間隔角度分別為3°CA、5°CA、8°CA，三種條件下的爆震指標分別為0.77MPa、0.16MPa、0.36MPa。爆震強度并不隨著噴射時間間隔越短就越強。 3、天然氣的噴射時刻與噴射量固定不變，引燃柴油的噴射時刻不變，改變引燃柴油量，柴油占燃料總能量的比例分別為2.9%、5.6%、8.2%，三種情況下爆震指標分別為0.30MPa、0.53MPa、1.31MPa。爆震強度隨著引燃柴油量的增加增強。 4、引燃柴油與天然氣的噴射參數都不變，只改變缸內初始溫度，初始溫度分別為330K、340K、350K，三種工況下爆震指標值分別為0.30MPa、0.77MPa、0.86MPa。爆震強度隨著初始溫度的升高增強。 5、不同于柴油機中滯燃期越長，預混合燃燒階段放熱速率會更快，工作越粗暴的現象，在柴油引燃缸內直噴天然氣發(fā)動機中，爆震強度與滯燃期長度并不成正比例的關系，即預混合燃燒階段可燃氣體量與滯燃期的長短無確定關系。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK421.2
【目錄】：

下載全文 更多同類文獻

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前8條

1 索文超;韓樹;張晶;;CFD技術在內燃機設計中的應用[J];車輛與動力技術;2006年01期

2 王志;帥石金;王建昕;;火花點火發(fā)動機爆震燃燒過程數值模擬[J];工程熱物理學報;2013年04期

3 王躍;蔡繼業(yè);;發(fā)動機研發(fā)過程當中CFD軟件的應用[J];農機化研究;2006年01期

4 馬貴陽,杜禮明,解茂昭;內燃機缸內幾種湍流流動渦粘度模型的比較[J];內燃機學報;2002年05期

5 沈俊,傅立敏,黎妹紅,王靖宇;CFD軟件及其在汽車領域的應用[J];汽車研究與開發(fā);2000年05期

6 史春濤;任立紅;于善穎;劉志鋒;;噴霧破碎模型在內燃機CFD中的應用[J];拖拉機與農用運輸車;2006年03期

7 李繼軍,陳寶書,武得鈺,顧笑映,周龍保;汽油機爆震自動控制系統(tǒng)研究[J];系統(tǒng)工程理論與實踐;2000年06期

8 許元默 ,帥石金 ,王燕軍 ,孫勇;發(fā)動機缸內數值模擬現狀及發(fā)展方向[J];小型內燃機與摩托車;2002年05期

【共引文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 彭軒;馬馳;;折線布置采空區(qū)流場特征與三角煤柱防滅火技術研究[J];安徽建筑工業(yè)學院學報(自然科學版);2011年05期

2 郝慶一;;二維移動網格方法中邊界網格點移動的數值研究[J];安慶師范學院學報(自然科學版);2008年02期

3 孫長敬,褚家如;基于MEMS技術的微流體混合器及相關技術[J];微納電子技術;2004年05期

4 索文超;韓樹;張晶;;CFD技術在內燃機設計中的應用[J];車輛與動力技術;2006年01期

5 尤國棟;蘇鐵熊;盧志國;蔡忠周;王家雄;;基于數值模擬的柴油機進氣道預測設計研究[J];車輛與動力技術;2008年02期

6 覃文潔;胡春光;郭良平;左正興;;近壁面網格尺寸對湍流計算的影響[J];北京理工大學學報;2006年05期

7 張文彬;;淺談無網格方法[J];才智;2010年31期

8 陳材侃,劉華;解三維水翼繞流的下潛渦環(huán)柵格法[J];船舶力學;2005年02期

9 李靜,姜曼松;DPIV對圓柱繞流的研究及運動參考坐標系的轉換[J];船舶;2004年02期

10 陳瑤;;應用于噴水推進器的流量傳感器數值仿真[J];傳感器與微系統(tǒng);2012年08期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 季剛;錢戰(zhàn)森;高振勛;;橫向聲速射流與超聲速來流干擾流動聲場數值模擬[A];第十四屆全國激波與激波管學術會議論文集（下冊）[C];2010年

2 賈文利;曹偉;;比熱非常值對高超聲速平板邊界層穩(wěn)定性的影響[A];力學與工程應用（第十三卷）[C];2010年

3 韓家德;于延民;;工程流體力學教學內容與教學方法探討——哈爾濱理工大學高教科研課題[A];高教科研2006（下冊：專題研究）[C];2006年

4 王振東;;孤立波與孤立子[A];第二屆全國力學史與方法論學術研討會論文集[C];2005年

5 裴曉含;王野;崔海清;劉興君;;流體在內管帶環(huán)槽環(huán)空流場的數值模擬[A];第二十一屆全國水動力學研討會暨第八屆全國水動力學學術會議暨兩岸船舶與海洋工程水動力學研討會文集[C];2008年

6 姜利;王嘉松;肖進;余斌;葉國強;;不同大氣條件下隧道風塔廢氣擴散研究[A];第二十三屆全國水動力學研討會暨第十屆全國水動力學學術會議文集[C];2011年

7 樊洪明;刁彥華;尹志芳;姜海航;;氣體動力學聲速的教學方法研究與實踐[A];土木建筑教育改革理論與實踐[C];2009年

8 謝軍;李浙昆;王高升;王樂瓊;;一種新型微泡發(fā)生器的流場仿真研究[A];2008年全國金屬礦山難選礦及低品位礦選礦新技術學術研討與技術成果交流暨設備展示會論文集[C];2008年

9 趙培;李健;熊丹柳;張秋香;;組合導向浮閥塔板氣相流體力學性能的CFD模擬[A];中國化工學會2009年年會暨第三屆全國石油和化工行業(yè)節(jié)能節(jié)水減排技術論壇會議論文集（下）[C];2009年

10 鄒琳江;裘欣;鄒得球;;鋼包烘烤器的數值模擬[A];第八屆全國冶金工藝理論學術會議論文專輯[C];2005年

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 鄒華志;河網、河口及海岸整體聯(lián)解數值模式及其在珠江口咸潮上溯研究的應用[D];中國海洋大學;2010年

2 武桂芝;大沽河河道滲漏及其對洪水演進影響研究[D];中國海洋大學;2010年

3 莫堃;基于隱式函數的曲面重構方法及其應用[D];華中科技大學;2010年

4 金玉珍;激勵噴嘴作用下紗線—氣流場特性研究[D];浙江大學;2010年

5 張彬;高壓旋噴氣液同軸噴嘴射流流場理論與試驗研究[D];中國地質大學（北京）;2011年

6 朱偉亮;基于大渦模擬的CFD入口條件及脈動風壓模擬研究[D];北京交通大學;2011年

7 張建影;用于復Ginzburg-Landau方程的格子Boltzmann方法[D];吉林大學;2011年

8 范黎明;貫通式潛孔錘鉆頭反循環(huán)機理研究及結構優(yōu)化[D];吉林大學;2011年

9 俞路;絮凝酵母在懸浮床反應器流變與流動行為研究[D];大連理工大學;2011年

10 程秀花;溫室環(huán)境因子時空分布CFD模型構建及預測分析研究[D];江蘇大學;2011年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 高振周;煤礦井下水力沖孔快速消突的射流特性與防突機理研究[D];河南理工大學;2010年

2 劉博;葉片式流體設備數字化研發(fā)與優(yōu)化研究[D];鄭州大學;2010年

3 王玲玲;南水北調中線總干渠節(jié)制閘控制運行方式研究[D];鄭州大學;2010年

4 張萬煌;TBD234柴油機缸內燃燒模擬及排放預測[D];哈爾濱工程大學;2010年

5 李琦;某16V型柴油機相繼增壓性能分析[D];哈爾濱工程大學;2010年

6 李鐵軍;多級除塵器氣動性能分析[D];哈爾濱工程大學;2010年

7 孫寒冰;單泵噴水推進式船舶的操縱性能研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

8 馮宇劍;螺旋槳脈動壓力識別[D];大連理工大學;2010年

9 呂秀麗;離心泵內部三維流場數值模擬研究[D];遼寧工程技術大學;2009年

10 周香;汽車動力轉向器的流體力學特性及其吸油裝置的研究[D];長春工業(yè)大學;2010年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 韓占忠,趙福堂,劉耀峰;發(fā)動機進氣門處氣體流動數值模擬[J];車輛與動力技術;2001年02期

2 肖民,張幽彤,程昌圻;內燃機進排氣系統(tǒng)計算機輔助集成開發(fā)[J];華東船舶工業(yè)學院學報;2000年04期

3 關躍,劉文鐵,劉明科,陸慧林;發(fā)動機缸蓋的CFD-CAD設計方法[J];節(jié)能技術;2004年01期

4 焦天民,周龍保;應用CFD優(yōu)化設計柴油機配氣正時[J];內燃機工程;2002年05期

5 趙以賢,畢小平,王普凱,劉西俠;車用內燃機冷卻系的流動與傳熱仿真[J];內燃機工程;2003年04期

6 蔣勇,范維澄;計算直噴式柴油機螺旋進氣道與缸內空氣運動的大型微機化程序:IPIC-CFD(Ⅰ)[J];燃燒科學與技術;2000年02期

7 焦天民;內燃機進排氣系統(tǒng)氣體流動模擬計算的現狀與趨勢[J];拖拉機與農用運輸車;2001年05期

8 常思勤,左孔天;發(fā)動機缸蓋的現代設計方法[J];武漢汽車工業(yè)大學學報;1998年06期

9 周毅;內燃機氣缸壁面?zhèn)鳠岬臄抵的M[J];小型內燃機;2000年01期

10 許元默 ,帥石金 ,王燕軍 ,孫勇;發(fā)動機缸內數值模擬現狀及發(fā)展方向[J];小型內燃機與摩托車;2002年05期

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 呂劍飛,許忠厚,馬凡華;天然氣發(fā)動機工作方式選擇分析[J];車用發(fā)動機;2001年02期

2 左承基,李寧;國產4125柴油機改制成天然氣發(fā)動機[J];石油機械;2001年01期

3 孫業(yè)保,孫巖,郝利君,張付軍,黃英;電子點火型單燃料天然氣發(fā)動機開發(fā)研究[J];車輛與動力技術;2001年04期

4 楊方;康明斯新款天然氣發(fā)動機的關鍵排放指標達到歐Ⅴ標準[J];城市車輛;2002年01期

5 張道文,梁祿金;天然氣發(fā)動機的技術改進研究[J];四川工業(yè)學院學報;2002年04期

6 成森,郝利君,孫業(yè)保,張付軍,黃英;單燃料天然氣發(fā)動機試驗研究[J];汽車工程;2003年02期

7 李安洪,劉孟,陳云霄;定時進氣技術在天然氣發(fā)動機上的應用[J];石油機械;2003年05期

8 陳長江,鄭廣飛,翟全良;單缸天然氣發(fā)動機技術改造[J];內蒙古石油化工;2003年03期

9 張笑文;淺論天然氣車用發(fā)動機的開發(fā)[J];山東內燃機;2003年04期

10 夏子;康明斯與美國能源部合作開發(fā)新一代天然氣發(fā)動機[J];柴油機;2004年01期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 程鵬;;天然氣發(fā)動機技術研究與應用[A];重慶汽車工程學會2008年學術會議論文集[C];2008年

2 柳楠;崔厚璽;叢蕾;;應用模糊物元理論建立天然氣發(fā)動機性能狀態(tài)評價模型[A];2008年全國振動工程及應用學術會議暨第十一屆全國設備故障診斷學術會議論文集[C];2008年

3 滕勤;左承基;;電控技術在天然氣發(fā)動機上的應用[A];2004“安徽制造業(yè)發(fā)展”博士科技論壇論文集[C];2004年

4 朱和菊;黃海鵬;孟雪梅;;固定式天然氣發(fā)動機的特點及潤滑要求[A];中國汽車工程學會汽車燃料與潤滑油分會第15屆年會論文集[C];2012年

5 李克新;;NQ140N單-CNG發(fā)動機的開發(fā)與試驗[A];（2003）四川柴油/天然氣汽車技術研討會論文集[C];2003年

6 萇轉;周斌;邵曉杰;于超;;不同類型的天然氣發(fā)動機燃燒和排放特點[A];2007年汽車學術年會論文集[C];2007年

7 殷勇;馬凡華;饒如麟;;天然氣摻氫發(fā)動機試驗研究[A];2006年APC聯(lián)合學術年會論文集[C];2006年

8 張德福;張惠明;鄭清平;王昊宇;朱志強;;電控噴射天然氣發(fā)動機新型燃燒系統(tǒng)的研究[A];2007年APC聯(lián)合學術年會論文集[C];2007年

9 成曉北;代素琴;程偉;吳家平;張思奇;;天然氣發(fā)動機稀燃條件下點火提前角的優(yōu)化匹配試驗分析[A];湖北省內燃機學會2009年學術年會論文集[C];2009年

10 陳萬應;董浩;;借用柴油發(fā)動機平臺開發(fā)的天然氣發(fā)動機和現場使用經驗[A];中國土木工程學會城市燃氣分會壓縮天然氣專業(yè)委員會暨第一次年會論文集[C];2007年

中國重要報紙全文數據庫 前10條

1 記者 張銀炎;[N];中國船舶報;2008年

2 記者 王建梁;[N];科技日報;2009年

3 本報記者 趙三明;[N];中國工業(yè)報;2009年

4 記者 蒙平;[N];無錫日報;2009年

5 ;[N];中國工業(yè)報;2009年

6 關尚宇;[N];中國工業(yè)報;2009年

7 通訊員 陳燕　記者 嚴峻;[N];中國工業(yè)報;2010年

8 記者 王建梁;[N];科技日報;2011年

9 記者 過國忠 通訊員 陳燕;[N];科技日報;2011年

10 任繼凱　傅偉;[N];中國石化報;2010年

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 竇慧莉;電控噴射稀燃天然氣發(fā)動機的關鍵技術研究[D];吉林大學;2006年

2 焦運景;稀燃天然氣發(fā)動機燃燒過程研究和燃燒系統(tǒng)開發(fā)[D];天津大學;2009年

3 司鵬鹍;滿足國Ⅳ排放標準壓縮天然氣發(fā)動機燃燒過程的研究[D];天津大學;2009年

4 李樹生;高性能大功率天然氣發(fā)動機燃燒系統(tǒng)開發(fā)研究[D];山東大學;2013年

5 張德福;低散熱壓縮著火天然氣發(fā)動機燃燒過程的試驗研究[D];天津大學;2005年

6 余小草;燃燒邊界條件對車用重型天然氣發(fā)動機燃燒及排放的影響[D];吉林大學;2013年

7 楊立平;4SH-N天然氣發(fā)動機工作過程優(yōu)化及排放控制[D];吉林大學;2008年

8 鄭清平;壓燃式天然氣發(fā)動機燃燒過程模擬計算和試驗研究[D];天津大學;2006年

9 李娜;重型車用增壓中冷稀燃LNG發(fā)動機性能研究[D];山東大學;2013年

10 李智;天然氣發(fā)動機氣缸蓋熱負荷及冷卻水腔內沸騰傳熱研究[D];華中科技大學;2012年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 汪源利;天然氣發(fā)動機均質稀燃的數值模擬與試驗分析[D];華中科技大學;2007年

2 張悅;天然氣發(fā)動機催化器效率評價及低負荷時燃燒與排放研究[D];天津大學;2008年

3 竇寶華;公交車用天然氣發(fā)動機國產化的層次分析法研究與規(guī)�；瘧肹D];上海交通大學;2010年

4 杜喜云;電控多點噴射天然氣發(fā)動機的開發(fā)[D];吉林大學;2007年

5 李春節(jié);大馬力天然氣發(fā)動機工作過程數值模擬及分析[D];華中科技大學;2009年

6 吳家平;天然氣發(fā)動機稀薄燃燒試驗研究與數值模擬[D];華中科技大學;2009年

7 支琪;大缸徑天然氣發(fā)動機性能模擬[D];西南交通大學;2011年

8 吳岳偉;天然氣發(fā)動機壓縮比、點火時刻及配氣相位優(yōu)化研究[D];重慶交通大學;2011年

9 張坤鵬;滿足國Ⅴ排放的天然氣發(fā)動機開發(fā)[D];天津大學;2011年

10 熊長君;大型天然氣發(fā)動機工作循環(huán)數值模擬分析[D];大連理工大學;2013年

  本文關鍵詞：柴油引燃缸內直噴天然氣發(fā)動機爆震燃燒過程的仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：230378