面對能源緊缺和環(huán)境污染的巨大壓力,非道路用柴油機排放法規(guī)日益苛刻。為了滿足更高的排放要求,迫切需要以較低的成本和較為簡單的技術(shù)對非道路用柴油機進行優(yōu)化升級。柴油機燃燒系統(tǒng)“油（燃油噴射系統(tǒng)）、氣（氣流運動）、室（燃燒室）”的合理匹配對燃燒過程具有重要影響。通過柴油機燃燒室的結(jié)構(gòu)優(yōu)化尋求合理的油氣組織,提高空氣利用率,改善噴霧在燃燒室內(nèi)的空間分布和霧化效果,促進燃油和空氣快速混合,從而提升油氣混合的質(zhì)量,實現(xiàn)柴油機的高效清潔燃燒。因此,非道路用柴油機燃燒系統(tǒng)在“油、氣、室”合理優(yōu)化和匹配方面存在很大的潛力,具有重要的實踐價值。本文以四缸非道路用柴油機為研究對象,通過燃燒室的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,提出了一種引導(dǎo)噴霧撞壁的燃燒系統(tǒng)。首先,探究了模型的網(wǎng)格尺寸、時間步長對缸內(nèi)壓力的影響規(guī)律,并對缸內(nèi)壓力、放熱率及排放物的試驗與仿真結(jié)果進行了驗證;其次,以缸內(nèi)氣流運動、噴霧發(fā)展、混合氣的形成及燃燒排放過程為研究重點,利用AVL-FIRE軟件對柴油機工作過程進行了數(shù)值模擬。最后,基于正交設(shè)計法探究了不同評價指標下的最優(yōu)燃燒系統(tǒng)參數(shù)組合方案。針對不同幾何形狀的噴霧撞壁燃燒室和原機在2200r/min、100... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 非道路用柴油機排放法規(guī)及升級優(yōu)化路線
    1.3 柴油機燃燒系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 柴油機燃燒室形狀的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 噴霧碰撞燃燒系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究工作
第二章 柴油機燃燒過程數(shù)值模擬基礎(chǔ)理論
    2.1 計算流體力學(xué)基本控制方程
        2.1.1 質(zhì)量守恒方程
        2.1.2 動量守恒方程
        2.1.3 能量守恒方程
        2.1.4 組分守恒方程
    2.2 湍流數(shù)學(xué)模型
    2.3 噴霧模型
        2.3.1 噴霧模型基本控制方程
        2.3.2 破碎模型
        2.3.3 蒸發(fā)模型
        2.3.4 湍流擴散模型
        2.3.5 碰壁模型
        2.3.6 粒子相互作用模型
    2.4 燃燒模型
    2.5 排放模型
        2.5.1 NO排放模型
        2.5.2 碳煙排放模型
    2.6 本章小結(jié)
第三章 柴油機燃燒模型的建立與驗證
    3.1 臺架試驗裝置
    3.2 柴油機的主要參數(shù)
    3.3 燃燒模型的建立
        3.3.1 燃燒室?guī)缀文Ｐ偷慕?br>        3.3.2 網(wǎng)格劃分
        3.3.3 數(shù)值計算參數(shù)設(shè)定
        3.3.4 初始邊界條件的設(shè)定
        3.3.5 計算模型選擇
    3.4 模型驗證
        3.4.1 模型網(wǎng)格尺寸的驗證
        3.4.2 模型時間步長的驗證
        3.4.3 模型缸壓和放熱率的驗證
        3.4.4 排放模型的驗證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 燃燒及排放物生成的多維數(shù)值模擬
    4.1 噴霧撞壁分區(qū)燃燒系統(tǒng)的提出及設(shè)計
    4.2 不同幾何形狀燃燒室對速度場的影響
    4.3 不同幾何形狀燃燒室對濃度場的影響
    4.4 不同幾何形狀燃燒室對溫度場的影響
    4.5 不同幾何形狀燃燒室對NO分布的影響
    4.6 不同幾何形狀燃燒室對Soot分布的影響
    4.7 不同幾何形狀燃燒室對燃燒排放的影響
    4.8 本章小結(jié)
第五章 基于正交設(shè)計的燃燒系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化
    5.1 正交設(shè)計法
    5.2 正交方案設(shè)計
    5.3 結(jié)果分析
        5.3.1 評價指標為Soot的結(jié)果分析
        5.3.2 評價指標為NO的結(jié)果分析
        5.3.3 評價指標為F的結(jié)果分析
        5.3.4 評價指標為P_(max)的結(jié)果分析
    5.4 最佳匹配方案
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間學(xué)術(shù)成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]2019年國內(nèi)外油氣市場回顧與展望[J]. 朱昌海,李文翎.  中國石油企業(yè). 2020(Z1)
[3]汽車尾氣排放與霧霾天氣的相關(guān)性研究[J]. 張方娟,楊東紅,許穎,段琪,姚會娟.  河南科技. 2020(05)
[4]2019年全國機動車和駕駛?cè)私y(tǒng)計分析[J].   道路交通管理. 2020(02)
[5]氣道結(jié)構(gòu)對進氣過程影響的仿真研究[J]. 徐海成,劉楠,劉振明.  內(nèi)燃機. 2019(06)
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[7]中國汽車制造業(yè)的整體發(fā)展狀況及主要省市的產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢[J]. 吳敬靜,賀正楚,王姣.  經(jīng)濟數(shù)學(xué). 2018(03)
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碩士論文
[1]不同噴油策略的部分預(yù)混柴油機燃燒過程優(yōu)化[D]. 岳姍.江蘇大學(xué) 2017
[2]柴油機斗笠狀噴霧燃燒系統(tǒng)燃燒過程的試驗研究[D]. 張華.上海交通大學(xué) 2007



本文編號：3206421