【摘要】：降低發(fā)動(dòng)機(jī)傳熱損失是提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的重要途徑,本文提出了基于低渦流開口燃燒室,通過油氣室匹配降低柴油機(jī)傳熱損失并實(shí)現(xiàn)高效率燃燒的思路�；谝慌_(tái)六缸重型柴油機(jī),首先通過不同開口燃燒室和渦流比降低缸內(nèi)傳熱損失,然后匹配噴油系統(tǒng)提高燃燒效率和降低傳熱損失,最后通過燃燒系統(tǒng)匹配探究不同開口燃燒室傳熱損失和熱效率的改善空間。首先研究了開口燃燒室和渦流比對(duì)柴油機(jī)熱平衡規(guī)律的影響,通過對(duì)比臺(tái)階和開口燃燒室熱平衡規(guī)律,結(jié)果表明開口燃燒室由于較小的活塞深度和較大的縮口半徑,相比于臺(tái)階燃燒室高溫區(qū)分布更靠近缸蓋和缸套,其活塞傳熱量較小,但缸蓋和缸套傳熱量較大。針對(duì)開口燃燒室缸蓋和缸套較大的傳熱量,希望通過改變開口燃燒室線型來改變缸內(nèi)高溫區(qū)分布位置,研究了五種不同開口燃燒室線型對(duì)柴油機(jī)熱平衡規(guī)律的影響。結(jié)果表明較大的凸臺(tái)高度和活塞深度(V3開口燃燒室)可以減緩高溫區(qū)向缸蓋和缸套的發(fā)展速度,從而降低缸蓋和缸套的傳熱量,但油氣混合能力也減弱,燃燒損失增大。針對(duì)傳熱損失低而燃燒損失大的V3開口燃燒室,研究了渦流比對(duì)其熱平衡規(guī)律的影響,結(jié)果表明增大渦流比對(duì)油氣混合能力沒有促進(jìn)作用,反而會(huì)增大高溫區(qū)在圓周方向的分布位置,從而增大傳熱損失,低渦流比使缸內(nèi)傳熱損失較小。然后對(duì)低渦流V3開口燃燒室進(jìn)行噴油系統(tǒng)的匹配,研究了噴孔數(shù)和噴油夾角對(duì)其傳熱損失和熱效率的影響。結(jié)果表明增大噴孔數(shù)可以使得燃油在圓周方向分布更加均勻,油氣混合能力增加,指示熱效率增大,但噴孔數(shù)過于增大會(huì)導(dǎo)致油束之間的重疊,使燃燒損失增大,指示熱效率降低。增大噴孔數(shù)會(huì)使得單個(gè)噴孔噴出油量較少,燃油運(yùn)動(dòng)較慢從而較晚到達(dá)燃燒室壁面,對(duì)活塞而言由于燃油在圓周方向分布較均勻,燃油運(yùn)動(dòng)較慢對(duì)活塞傳熱量影響不大,但對(duì)缸蓋傳熱量減少幅度較大進(jìn)而導(dǎo)致缸內(nèi)總傳熱損失隨噴孔數(shù)增大而減小;增大噴油夾角使得油束下表面與空氣接觸較好,缸內(nèi)油氣混合能力增強(qiáng),指示熱效率增大。增大噴油夾角會(huì)使得油束中心線靠近缸蓋,缸蓋附近燃油增多,同時(shí)油束在活塞圓弧上的落點(diǎn)上移,使得較多燃油向活塞底部運(yùn)動(dòng),活塞、缸蓋傳熱量均增大,缸內(nèi)傳熱損失增加。最后分兩個(gè)步驟研究了燃燒系統(tǒng)中不同開口燃燒室、渦流比、噴孔數(shù)、噴油夾角四個(gè)參數(shù)匹配對(duì)柴油機(jī)傳熱損失和熱效率的影響。在0.4渦流比和16噴孔基礎(chǔ)上對(duì)不同開口燃燒室和噴油夾角匹配,結(jié)果表明噴油夾角較大和較小對(duì)所有燃燒室而言都不能使得指示熱效率較高,OPEN型開口燃燒室與噴油夾角79°的匹配缸內(nèi)能量分布較優(yōu);在OPEN型開口燃燒室和噴油夾角79°基礎(chǔ)上對(duì)噴孔數(shù)和渦流比匹配,結(jié)果表明對(duì)所有噴孔數(shù)而言,適當(dāng)增大渦流比有利于指示熱效率的提高,但渦流比太大指示熱效率會(huì)下降;在較小渦流比工況下,增多噴孔數(shù)可以提高缸內(nèi)指示熱效率和降低缸內(nèi)傳熱損失,16孔與渦流比為0.4、1和1.5的工況缸內(nèi)傳熱損失較低,指示熱效率較高,與原機(jī)臺(tái)階燃燒室相比,實(shí)現(xiàn)了柴油機(jī)低傳熱損失下的高效率燃燒。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TK423
【圖文】：

資源不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾。現(xiàn)階段我國(guó)仍重要的石油進(jìn)口國(guó)之一。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，20億噸，同比增長(zhǎng) 5.2% ，其中進(jìn)口量達(dá) 3.96 億噸，比為 67.4%，為歷史最高[1]。提高石油資源的使用效率。車行業(yè)蓬勃發(fā)展，汽車年產(chǎn)銷量位于世界前列，截達(dá) 3.22 億輛，其中汽車保有量 2.35 億輛，私家車要消耗大量的汽油、柴油，降低車輛的燃油消耗率可我國(guó)化石能源對(duì)外依存度。另外隨著人們生活質(zhì)量為了響應(yīng)《巴黎協(xié)定》各締約國(guó)機(jī)制化減少溫室氣體 的目標(biāo)，汽車行業(yè)也加大了對(duì)車用內(nèi)燃機(jī) CO2排放界主要國(guó)家和地區(qū)降低 CO2排放時(shí)間表，我國(guó)乘用放量[3]。為了減少溫室氣體的排放，提高內(nèi)燃機(jī)熱效率

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文燒效率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明：在 PPCI 模式下，熱效率由高到低依次為 GP、G、GDP、GE、GD，而在 MPCI 模式下，熱效率由高到低依次為 GP、GDP、GE、G、GD，如圖 1-2 和圖 1-3。除 G、GP 外，MPCI 模式的熱效率均高于 PPCI 模式。GP 由于 CA50 較早且燃燒持續(xù)時(shí)間較短，在兩種燃燒模式下有最高的熱效率 48.8%。

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 黎長(zhǎng)樂;楊彬彬;堯命發(fā);鄭尊清;;汽油/柴油雙燃料不同燃燒模式能量平衡分析研究[J];內(nèi)燃機(jī)工程;2015年05期

2 黃軍;王憲成;張更云;;特種車輛柴油機(jī)燃燒室與共軌系統(tǒng)模擬匹配計(jì)算與分析[J];兵工學(xué)報(bào);2007年12期

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 胡東;高強(qiáng)化柴油機(jī)燃燒室對(duì)燃燒過程及性能影響的仿真研究[D];北京交通大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2732734