本文關(guān)鍵詞：柴油機燃油分段噴射對缸內(nèi)燃燒的影響及匹配研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科技的進步和發(fā)展，石油天然氣等能源不斷的消耗，人們對能源的經(jīng)濟性和利用率提出了更高的要求，通過柴油機的高壓共軌實現(xiàn)燃油的分段噴射正是可以滿足此項要求，通過高壓共軌實現(xiàn)分段噴射來提高的柴油機的動力性能和經(jīng)濟性方面，國內(nèi)外的學者所做的試驗研究較少。隨著能源的消耗逐步增加和對柴油機動力性能要求的不斷提高，需要針對分段噴射對缸內(nèi)燃燒特性的影響開展進一步試驗研究和探討。 本文首先通過132mm缸徑的單缸柴油機臺架，利用高壓共軌實現(xiàn)燃油的分段噴射。在1500r/min、1800r/min不同轉(zhuǎn)速下，針對預噴油量、主預噴間隔和渦流比對柴油機燃燒性能的影響開展了研究，分析了分段噴射的不同參數(shù)對柴油機性能的影響。研究得出以下結(jié)論：1）合適的預噴油量可以改善柴油機的動力性能，隨著預噴油量的增大，柴油機指示功率先增大后降低。這是因為預噴燃燒的初期放熱可以提高缸內(nèi)的溫度和壓力，對主噴有一定的引燃效果，提高柴油機功率。2）主預噴間隔對缸內(nèi)的燃燒也有重要的影響，隨著主預噴間隔的增大，主噴最高燃燒壓力有所提高，壓力峰值不斷后移，主預噴間隔的增大，，前期壓力升高率明顯的降低可以很好降低發(fā)動機燃燒噪聲。因此選擇合適的主預噴間隔可以明顯的降低發(fā)動機的燃燒噪聲。3)渦流對缸內(nèi)的燃燒也具有重要的影響，對比渦流比1和0的缸內(nèi)燃燒情況分析可知，一定程度上，渦流可以促進油氣的混合，提高油氣混合的效率，從而改善柴油機的燃燒效率，提升了柴油機的動力性能。 其次運用FIRE軟件建立132mm缸徑單缸柴油機燃燒系統(tǒng)仿真模型，并完成了模型的驗證校核，在1600r/min、1800r/min、2000r/min、2200r/min、2500r/min五種不同轉(zhuǎn)速下探討噴油器噴孔數(shù)與渦流比的匹配關(guān)系，完成了6孔、8孔和10孔噴油器分段噴射參數(shù)與渦流比的匹配研究。同時在1600r/min、1800r/min、2000r/min、2200r/min，四種轉(zhuǎn)速，不同負荷（50%，100%）下，優(yōu)化發(fā)動機的主噴提前角和主預噴間隔，得出最佳的分段噴射參數(shù)。結(jié)論表明：1）相同轉(zhuǎn)速下，有渦流的發(fā)動機的指示功率隨著柴油機噴孔數(shù)目的增加而不斷的降低。2）不同轉(zhuǎn)速下，6孔噴油器方案有最高指示功率，最高指示功率對應的渦流比隨著轉(zhuǎn)速的增大不斷減小。3）在發(fā)動機的中低轉(zhuǎn)速各負荷工況下，最高指示功率隨著發(fā)動機的轉(zhuǎn)速升高，主噴提前角是逐漸增大的。最高指示功率對應的最佳主預噴間隔隨著負荷的增大而升高。
【關(guān)鍵詞】：柴油機 分段噴射 燃燒特性 數(shù)值模擬 渦流比
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK421
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 選題的背景與意義10-11
• 1.2 柴油機分段噴射的目的和實現(xiàn)方法11-13
• 1.2.1 壓電晶體驅(qū)動的高壓共軌電控噴油器11-12
• 1.2.2 柔性控制噴油規(guī)律的共軌系統(tǒng)12-13
• 1.2.3 電控共軌式噴油系統(tǒng)13
• 1.3 柔性噴射技術(shù)國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 國外柔性噴射技術(shù)的研究狀況14-16
• 1.3.2 國內(nèi)柔性噴射技術(shù)的研究狀況16-17
• 1.4 數(shù)值計算在柴油機分段噴射過程研究中的應用17-19
• 1.4.1 內(nèi)燃機燃燒模型的發(fā)展和分類17-18
• 1.4.2 柴油機燃燒過程數(shù)值仿真軟件18-19
• 1.5 本文的研究內(nèi)容19-21
• 第2章 分段噴射的高壓共軌試驗臺架及試驗方案21-30
• 2.1 分段噴射的高壓共軌試驗臺架21-25
• 2.1.1 試驗裝置和測試設備21-24
• 2.1.2 試驗柴油機的主要參數(shù)24-25
• 2.2 試驗方法和試驗方案25-29
• 2.2.1 試驗方法25
• 2.2.2 試驗方案25-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第3章 分段噴射缸內(nèi)燃燒特性的試驗研究30-46
• 3.1 預噴油量對柴油機燃燒性能的影響30-36
• 3.1.1 預噴油量對柴油機瞬時放熱率、功率、燃油消耗率的影響30-33
• 3.1.2 預噴油量對柴油機缸內(nèi)壓力、壓升率、排氣溫度的影響33-36
• 3.2 主預噴間隔對柴油機燃燒性能的影響36-40
• 3.2.1 主預噴間隔對柴油機瞬時放熱率、功率、單位質(zhì)量燃油功率的影響36-38
• 3.2.2 主預噴間隔對柴油機缸壓、壓升率、排氣溫度的影響38-40
• 3.3 渦流對柴油機缸內(nèi)燃燒情況的影響分析40-45
• 3.3.1 渦流對柴油機瞬時放熱率、功率、單位質(zhì)量燃油功率的影響40-43
• 3.3.2 渦流對柴油機缸壓、壓升率、排氣溫度的影響43-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第4章 柴油機燃油分段噴射仿真模型的建立46-55
• 4.1 計算的理論46-50
• 4.1.1 基本控制方程46-48
• 4.1.2 湍流模型和壁面模型48-50
• 4.2 計算過程及模型驗證50-54
• 4.2.1 Fire 軟件介紹50
• 4.2.2 發(fā)動機的基本參數(shù)50-52
• 4.2.3 模型的初始條件和邊界條件52
• 4.2.4 模型的校核驗證52-54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 第5章 進氣渦流及不同工況下分段噴射匹配研究55-69
• 5.1 進氣渦流比與噴孔數(shù)的匹配55-62
• 5.1.1 總體量分析58-59
• 5.1.2 場量分析59-62
• 5.2 各工況點的優(yōu)化與匹配62
• 5.3 各工況點分段噴射的優(yōu)化匹配62-68
• 5.3.1 主噴提前角的優(yōu)化62-66
• 5.3.2 主預噴間隔的優(yōu)化66-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第6章 全文總結(jié)與展望69-71
• 6.1 全文總結(jié)69-70
• 6.2 后續(xù)工作和展望70-71
• 參考文獻71-74
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單74-75
• 致謝75

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：柴油機燃油分段噴射對缸內(nèi)燃燒的影響及匹配研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：437044