發(fā)布時間：2017-10-20 19:25

  本文關(guān)鍵詞：重型柴油機預(yù)熱器優(yōu)化分析

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【摘要】：在北方寒冷地區(qū)車輛冷啟動(尤其是重型車)問題非常突出,例如啟動不了、污染物排放過多等。車用預(yù)熱器作為改善發(fā)動機冷啟動的主要技術(shù)手段,逐漸被廣泛應(yīng)用。本文通過理論分析、實驗研究和數(shù)值模擬,針對重型車預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)特性、燃燒特性、流動特性以及取暖特性進行研究。首先對原重型車燃油預(yù)熱器工作原理進行了分析,分析得出其工作過程涉及到燃料和空氣的混合燃燒以及高溫燃氣與外部冷卻液之間的流動傳熱,因此結(jié)合化學(xué)動力學(xué)理論以及傳熱傳質(zhì)理論等相關(guān)理論分析,明確在CFD模擬分析所需要計算的邊界條件,同時為下文的新、原預(yù)熱器仿真分析對比以及結(jié)構(gòu)對比提供理論基礎(chǔ)。其次,本文通過設(shè)計搭建燃油預(yù)熱器臺架實驗,獲得了CFD仿真分析所需要的邊界條件,同時獲得燃油預(yù)熱器理論分析中所需要的計算數(shù)據(jù),例如環(huán)境溫度、預(yù)熱器尾氣成分、尾氣溫度和進出口水溫等。并通過英國BS845標準,計算了新、原預(yù)熱器的燃燒效率和換熱效率,并進行了結(jié)構(gòu)對比分析,提出了結(jié)構(gòu)對預(yù)熱器效率提高的重要性。同時,對新燃油預(yù)熱器進行了仿真,并通過對預(yù)熱器的流動特性、燃燒特性進行分析,提出了新燃油預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)改進與設(shè)計的方向,并將實驗結(jié)果與模擬結(jié)果進行對比,計算了模擬誤差。然后,本文通過在燃燒室內(nèi)增加擾流板來改進燃油預(yù)熱器結(jié)構(gòu),達到提高燃油預(yù)熱器效率的目的,并提出了兩個決定擾流板特性的參數(shù),即擾流板縮口直徑以及擾流板距換熱筒底部距離。通過CFD仿真分析可知,當(dāng)擾流板縮口直徑為70mm、擾流板距換熱筒底部距離為80mm時,其出口水溫將提高2.62℃,燃油預(yù)熱器效率達到最大改善。本文通過研究文獻發(fā)現(xiàn),當(dāng)柴油溫度提高到56℃-75℃,其耗油量將會減少5%-6%。故本文設(shè)計了一套供油管路預(yù)熱裝置,即利用燃油預(yù)熱器冷卻液來預(yù)熱供油管路,并通過理論計算以及模擬分析得出證實此方案的合理性。最后,本文討論了燃油預(yù)熱器對乘員舒適性的影響,并設(shè)計了一套利用燃油預(yù)熱器對乘員艙、駕駛艙以及發(fā)動機的取暖策略,并進行了實車安裝以及控制系統(tǒng)的開發(fā)。同時,本文對所設(shè)計的加溫措施,進行了CFD仿真分析,并對原車加溫系統(tǒng)進行了實驗分析,通過仿真與實驗發(fā)現(xiàn),本文所設(shè)計的乘員加溫措施,能夠大幅度提高乘員的舒適性。
【關(guān)鍵詞】：燃油預(yù)熱器 擾流板 柴油 乘員舒適性
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464.172
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題研究背景和意義11-14
• 1.1.1 課題研究背景11-12
• 1.1.2 課題研究意義12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 目前研究缺陷17-19
• 第2章 車用預(yù)熱器理論分析19-33
• 2.1 燃燒過程分析19-24
• 2.1.1 空氣流量19-20
• 2.1.2 燃燒機理20-21
• 2.1.3 燃燒溫度21-23
• 2.1.4 化學(xué)反應(yīng)速率23-24
• 2.2 傳熱傳質(zhì)分析24-30
• 2.2.1 熱傳導(dǎo)24-25
• 2.2.2 對流換熱25-27
• 2.2.3 傳熱系數(shù)27-29
• 2.2.4 熱輻射29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-33
• 第3章 預(yù)熱器燃燒與傳熱特性分析33-53
• 3.1 新原預(yù)熱器傳熱與燃燒特性實驗分析33-42
• 3.1.1 預(yù)熱器臺架實驗33-36
• 3.1.2 新預(yù)熱器燃燒與傳熱特性36-41
• 3.1.3 原預(yù)熱器燃燒與傳熱特性41-42
• 3.2 新原燃油預(yù)熱器對比分析42-44
• 3.2.1 新原燃油預(yù)熱器特性分析42-43
• 3.2.2 新原燃油預(yù)熱器結(jié)構(gòu)分析43-44
• 3.3 燃油預(yù)熱器燃燒特性與流動特性仿真分析44-51
• 3.3.1 機理選定45-46
• 3.3.2 新燃油預(yù)熱器燃燒特性與流動特性仿真分析46-51
• 3.4 本章小結(jié)51-53
• 第4章 新燃油預(yù)熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化與設(shè)計53-71
• 4.1 新燃油預(yù)熱器結(jié)構(gòu)缺陷53
• 4.2 燃燒室結(jié)構(gòu)改進53-64
• 4.2.1 擾流板縮口直徑對預(yù)熱器效率的影響54-59
• 4.2.2 擾流板距換熱筒底部距離對預(yù)熱器效率影響59-64
• 4.3 供油管路結(jié)構(gòu)設(shè)計64-70
• 4.3.1 冷卻液預(yù)熱供油管路65-66
• 4.3.2 冷卻液預(yù)熱供油管路理論計算66-68
• 4.3.3 冷卻液預(yù)熱供油管路仿真分析68-70
• 4.4 本章小結(jié)70-71
• 第5章 重型車新原預(yù)熱器采暖系統(tǒng)設(shè)計71-85
• 5.1 原燃油預(yù)熱器采暖系統(tǒng)71-74
• 5.1.1 原燃油預(yù)熱器采暖系統(tǒng)工作原理71-72
• 5.1.2 原燃油預(yù)熱器取暖系統(tǒng)存在的問題72-74
• 5.2 燃油預(yù)熱器安裝及取暖管路設(shè)計74-78
• 5.3 預(yù)熱器取暖特性實驗分析78-84
• 5.3.1 原燃油預(yù)熱器取暖管路采暖特性79-82
• 5.3.2 新燃油預(yù)熱器取暖管路采暖特性仿真分析82-83
• 5.3.3 新、原燃油預(yù)熱器取暖管路采暖特性對比分析83-84
• 5.4 本章小結(jié)84-85
• 第6章 工作總結(jié)與展望85-89
• 6.1 全文總結(jié)85-86
• 6.2 創(chuàng)新點86-87
• 6.3 工作展望87-89
• 參考文獻89-93
• 作者簡介及科研成果93-95
• 致謝95

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本文編號：1068910