隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷加強以及城鎮(zhèn)化進程的加快,非道路移動機械用柴油機使用數(shù)量不斷增加。相對于道路用柴油機而言,非道路移動機械用柴油機排放指標(biāo)相對落后,由此帶來的污染物排放影響巨大。因此針對非道路移動機械用柴油機的污染防治和減排工作亟待展開。本文針對一款R4105ZD非道路移動機械用柴油機燃燒系統(tǒng)進行了優(yōu)化研究。原機采用電控單體泵燃油系統(tǒng),臺架測試結(jié)果表明:在不加裝后處理系統(tǒng)時,排放結(jié)果可滿足第三階段法規(guī)要求,但無法滿足非道路第四階段排放法規(guī)要求。基于CONVERGE軟件建立了柴油機燃燒系統(tǒng)仿真模型,并基于缸壓及壓力升高率曲線對模型有效性進行了驗證。利用驗證后的仿真模型,采用數(shù)值模擬的方法對缸內(nèi)燃燒過程影響因素進行了優(yōu)化分析,探究了雙渦流燃燒室關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)、噴油參數(shù)以及進氣系統(tǒng)參數(shù)對柴油機性能及排放特性的影響,進而為非道路移動機械用柴油機燃燒系統(tǒng)參數(shù)匹配提供指導(dǎo)。對燃燒室結(jié)構(gòu)參數(shù)仿真分析結(jié)果表明:當(dāng)油束貫穿距離較小時,,隨著徑深比增加,壓縮過程缸內(nèi)擠流及逆擠流強度減弱,燃燒速率降低,Soot生成量增加;當(dāng)油束貫穿距離較大時,徑深比對燃燒過程及排放特性的影響呈相反規(guī)律。隨著燃燒室中央凸... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外非道路排放法規(guī)
        1.2.1 美國非道路用柴油機排放法規(guī)
        1.2.2 歐盟非道路用柴油機排放法規(guī)
        1.2.3 我國非道路用柴油機排放法規(guī)
    1.3 降低柴油機排放的技術(shù)措施
    1.4 燃燒系統(tǒng)優(yōu)化研究現(xiàn)狀
        1.4.1 燃油噴射系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化研究現(xiàn)狀
        1.4.2 進氣系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化研究現(xiàn)狀
        1.4.3 燃燒室參數(shù)優(yōu)化研究現(xiàn)狀
        1.4.4 噴油器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.5 本課題主要研究內(nèi)容
第2章 試驗臺搭建及結(jié)果分析
    2.1 實驗臺架設(shè)計及搭建
    2.2 測試系統(tǒng)設(shè)計
    2.3 實驗方案設(shè)計
    2.4 原機測試結(jié)果分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 雙渦流系統(tǒng)燃燒室結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析
    3.1 雙渦流燃燒系統(tǒng)仿真模型建立及驗證
        3.1.1 燃燒室參數(shù)定義
        3.1.2 柴油機主技術(shù)參數(shù)
        3.1.3 模型建立網(wǎng)格劃分
        3.1.4 模型選擇及驗證
    3.2 燃燒室徑深比對混合氣形成與燃燒特性的影響
        3.2.1 徑深比對對發(fā)動機性能的影響分析
        3.2.2 徑深比對發(fā)動機Soot及NOx排放的影響
    3.3 燃燒室中央凸臺高度對混合氣形成與燃燒特性的影響
        3.3.1 凸臺高度對柴油機性能的影響規(guī)律分析
        3.3.2 凸臺高度高度對發(fā)動機Soot及NOx排放的影響分析
    3.4 燃燒室凹坑半徑對混合氣形成與燃燒特性的影響
        3.4.1 凹坑半徑R對柴油機性能的影響規(guī)律分析
        3.4.2 凹坑半徑對發(fā)動機Soot和NOx排放的影響分析
    3.5 燃燒室縮口傾角對混合氣形成與燃燒特性的影響
        3.5.1 縮口傾角大小對發(fā)動機性能的影響分析
        3.5.2 縮口傾角大小對發(fā)動機Soot及NOx排放的影響分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 雙渦流燃燒系統(tǒng)噴油參數(shù)優(yōu)化分析
    4.1 噴油提前角對發(fā)動機性能與排放特性的影響
        4.1.1 噴油提前角對發(fā)動機燃燒特性的影響分析
        4.1.2 噴油提前角對發(fā)動機Soot及NOx排放的影響
    4.2 噴油器探出距離對發(fā)動機性能與排放特性的影響
        4.2.1 探出距離對發(fā)動機性能的影響分析
        4.2.2 探出距離對發(fā)動機Soot及NOx排放的影響
    4.3 噴射夾角對發(fā)動機性能與排放特性的影響
        4.3.1 噴射夾角對發(fā)動機性能的影響分析
        4.3.2 噴射夾角對發(fā)動機Soot及NOx排放的影響
    4.4 孔數(shù)及孔徑對發(fā)動機性能與排放特性的影響
        4.4.1 孔徑及孔數(shù)對發(fā)動機性能的影響分析
        4.4.2 孔徑及孔數(shù)對發(fā)動機Soot及NOx排放的影響
    4.5 噴油壓力對發(fā)動機性能與排放特性的影響
        4.5.1 噴油壓力對發(fā)動機性能的影響分析
        4.5.2 噴油壓力對發(fā)動機Soot及NOx排放的影響分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 雙渦流燃燒系統(tǒng)進氣系統(tǒng)優(yōu)化分析
    5.1 進氣渦流比對發(fā)動機性能與排放特性的影響
        5.1.1 渦流比對發(fā)動機性能的影響分析
        5.1.2 渦流比對發(fā)動機Soot及NOx排放的影響
    5.2 EGR率比對發(fā)動機性能與排放特性的影響
        5.2.1 EGR率對發(fā)動機性能的影響分析
        5.2.2 EGR率對發(fā)動機Soot及NOx排放的影響分析
    5.3 進氣溫度對發(fā)動機性能與排放特性的影響
        5.3.1 進氣溫度對發(fā)動機性能的影響分析
        5.3.2 進氣溫度對發(fā)動機Soot及NOx排放的影響
    5.4 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間取得的學(xué)術(shù)成果
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻】：
期刊論文
[1]燃燒室縮口位置對重型柴油機影響的數(shù)值模擬研究[J]. 王滸,姚鑫,李臨蓬,鄭尊清,堯命發(fā).  小型內(nèi)燃機與車輛技術(shù). 2019(04)
[2]噴油參數(shù)對共軌柴油機排放影響的試驗研究[J]. 張珠元,林浩,沈黎明,羅福強.  機械設(shè)計與制造. 2019(07)
[3]重型柴油車滿足近零排放法規(guī)的技術(shù)分析[J]. 帥石金,劉世宇,馬驍,張俊,王國仰,果澤先,蔡開源,肖建華.  汽車安全與節(jié)能學(xué)報. 2019(01)
[4]兩次噴射參數(shù)及EGR對汽油壓燃（GCI）燃燒及排放的影響[J]. 鄭尊清,查海恩,劉海峰,陳鵬,馬乃鋒,楊彬.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2018(04)
[5]柴油機燃燒室徑深比對性能的影響研究[J]. 王琛秋,鄭清平,劉曉日,王雅純,賈新穎.  河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2018(02)
[6]基于數(shù)值模擬的某柴油機燃燒室優(yōu)化研究[J]. 張艷輝,杜輝,孫傳紅.  內(nèi)燃機工程. 2018(02)
[7]進氣系統(tǒng)耦合燃燒室形狀對船用柴油機燃燒和排放的影響[J]. 趙昌普,王耀輝,孫雅坤,張志剛,朱亞永,鄭尊清.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2018(01)
[8]噴油參數(shù)對丁醇/柴油混合燃料燃燒及排放影響[J]. 孫萬臣,李鵬磊,郭亮,李國良,程鵬,杜家坤.  內(nèi)燃機學(xué)報. 2017(05)
[9]降低非道路用柴油機排放試驗[J]. 陳占耀,賈義,李亞楠,馬志豪,張恒.  河南科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(03)
[10]噴油器結(jié)構(gòu)對柴油機NOX和碳煙排放影響的研究[J]. 仲達,羅福強,夏驊,周群.  機械設(shè)計與制造. 2016(08)

碩士論文
[1]柴油機燃燒系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化匹配的數(shù)值模擬和試驗研究[D]. 周均濤.華中科技大學(xué) 2013
[2]柴油機噴油與EGR耦合控制機理數(shù)值模擬研究[D]. 李研芳.天津大學(xué) 2010
[3]非道路用直噴柴油機排放物控制研究[D]. 熊鋒.武漢理工大學(xué) 2009



本文編號：3182295