能源的大量消耗和環(huán)境的嚴(yán)重污染,迫使人們加快了對(duì)新能源開發(fā)的步伐。天然氣作為一種儲(chǔ)量豐富、燃燒清潔的燃料,很快成為當(dāng)前多個(gè)行業(yè)的主要替代能源,這也推動(dòng)了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的快速發(fā)展。而天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒特性決定著發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性,因此對(duì)其進(jìn)行深入的研究是非常有必要的。本文利用由2135G柴油機(jī)開發(fā)而來的多點(diǎn)噴射式天然氣發(fā)動(dòng)機(jī),通過試驗(yàn)和三維CFD仿真技術(shù)結(jié)合的方法,在25%負(fù)荷和75%負(fù)荷工況點(diǎn)下分別研究了四種不同噴氣規(guī)律對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)稀薄燃燒特性的影響。研究表明,對(duì)于較低負(fù)荷25%負(fù)荷工況時(shí),適當(dāng)?shù)販p小噴氣壓力和增加噴氣持續(xù)期有利于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的提高,四個(gè)噴氣規(guī)律中3#噴氣規(guī)律（3.8bar,13.55ms）在點(diǎn)火時(shí)刻時(shí)缸內(nèi)形成較大的上濃下稀的可燃混合氣分層梯度,并且其在燃燒過程中缸內(nèi)產(chǎn)生較廣的高火焰面密度區(qū)分布,燃料燃燒速率較快,燃燒持續(xù)期也最短。而較高負(fù)荷75%負(fù)荷工況時(shí),適當(dāng)?shù)卦龃髧姎鈮毫涂s短噴氣持續(xù)期能夠有利于提高燃料利用率和發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率,四個(gè)噴氣規(guī)律中7#噴氣規(guī)律（7.9bar,12.5ms）點(diǎn)火時(shí)刻時(shí)缸內(nèi)點(diǎn)火位置周圍形成更加均勻且較濃的可燃混合氣分層,減小了... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

015年初天然氣已探明儲(chǔ)量國家餅狀圖

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文 型包括燃?xì)鈬娚潆姶砰y、燃?xì)鈬姽芎桶l(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體（包括節(jié)氣門、進(jìn)氣道、進(jìn)排氣閥、缸蓋和活塞等）。其中發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體部分（除節(jié)氣門）由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為得到其與原機(jī)準(zhǔn)確一致的結(jié)構(gòu)，本文利用了“反求工程”原理，即通過三維立體掃描儀對(duì) 2135G 機(jī)體的活塞頂部、缸套、缸蓋、進(jìn)排氣閥及閥座和螺旋進(jìn)氣道的實(shí)體（陽模）進(jìn)行掃描，并獲得其表面的 3D 點(diǎn)云集合，然后利用三維建模軟件 CATIA 中的曲面編輯器對(duì)所得的 3D 點(diǎn)云集合進(jìn)行處理，得到燃燒室、進(jìn)排氣閥及閥座和進(jìn)氣道，由于本文研究不涉及排氣沖程，因此對(duì)排氣閥做了相應(yīng)的處理，得到的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體模型如圖 2.1 所示。

第2章CFD模型建立及驗(yàn)證19如圖2.2所示。本文采用的燃?xì)鈬姽転閮?nèi)徑6mm、外徑8mm的單孔直管，其三維模型如圖2.3所示。本文研究的發(fā)動(dòng)機(jī)采用改變節(jié)氣門的旋轉(zhuǎn)角度來改變發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣進(jìn)氣量，根據(jù)節(jié)氣門的原理和尺寸，在CATIA中建立其三維模型如圖2.4所示。最后，根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)架的布置，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道、燃?xì)鈬娚潆姶砰y、噴管等實(shí)際安裝狀況，將以上所有相關(guān)零件模型經(jīng)CATIA裝配到一起，得到用于本研究的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)模型，如圖2.5所示，圖中為活塞處在上止點(diǎn)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)三維模型。圖2.2燃?xì)鈬娚潆姶砰y三維模型圖2.3燃?xì)鈬姽苋S模型圖2.4節(jié)氣門三維模型圖2.5上止點(diǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)整體三維模型在數(shù)值模擬計(jì)算中，仿真模型網(wǎng)格數(shù)的多少很大程度上決定著仿真計(jì)算所花費(fèi)的時(shí)間和所需的計(jì)算機(jī)資源，因此，為了避免花費(fèi)不必要的計(jì)算時(shí)間，本文在保證不影響仿真結(jié)果的前提下，在燃?xì)鈬娚潆姶砰y針閥完全落座后，將燃?xì)鈬娚潆姶砰y和噴氣道去掉，噴氣系統(tǒng)只留下處在進(jìn)氣歧管內(nèi)噴管部分，如圖2.6所示。在進(jìn)氣閥完全關(guān)閉后，即在壓縮沖程后期和膨脹沖程中，進(jìn)氣道內(nèi)流動(dòng)對(duì)缸內(nèi)流場(chǎng)等過程沒有影響時(shí)，將進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣道、燃?xì)鈬姽芎凸?jié)氣門去掉，只對(duì)剩下的燃燒室（如圖2.7所示）進(jìn)行仿真計(jì)算。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3072763