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试析正交基于二甲醚柴油混合燃料燃烧主后喷多参数优化对策

收藏本文 2024-02-28 点赞:28579 浏览:124779 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:发动机各性能指标的折中联系,一直是发动机探讨的重点。本论文针4100QBZL发动机利用Fire软件建立模型进行模拟仿真计算,首先探讨了二甲醚的掺烧比例对发动机混合燃料雾化质量、缸内燃烧规律、缸内平均温度及压力、温度场和浓度场等的影响,探讨表明D30混合燃料不论是在喷射雾化质量,还是在燃烧和排放方面都要优于D10、D20混合燃料。二甲醚掺烧对于改善发动机的燃油雾化、燃烧和排放有较好的作用,特别是改善Soot的排放。针对D30二甲醚柴油混合燃料燃烧,运用正交实验法对喷油提前角、主后喷间隔、后喷持续期和后喷量等四因素进行优化匹配。在不考虑后喷各因素交互作用的影响下,利用直观浅析法针对四因素对发动动力性、经济性及排放性影响进行浅析。浅析结果表明影响发动机性能的主要因素是喷油提前角,主后喷间隔对发动机动力性和经济性影响较为显著,而后喷量则是对发动机的排放性影响较大,后喷持续期对各性能指标的影响则较微弱。但通过方差浅析法对后喷各因素交互作用对发动机性能指标的影响浅析可知:后喷量与主后喷间隔、后喷持续期这两个因素之间的交互作用对发动机各性能指标的影响皆不显著,主后喷间隔与后喷持续期两因素的交互作用对动力性和Soot排放的影响均显著,由此在考虑交互作用影响时,只需考虑主后喷间隔与后喷持续期两因素间的交互作用对发动机性能指标的影响。运用综合浅析法对各因素对发动机性能指标的影响进行,综合各性能指标考虑选出最佳优化组合案例为A1C2D1E3。与原机相比不论是发动机的动经性还是排放性均有较大的优化。关键词:二甲醚掺烧论文数值模拟论文多次喷射论文正交实验法论文

    摘要4-5

    ABSTRACT5-8

    第一章 绪论8-19

    1.1 探讨背景8-10

    1.1.1 石油短缺和汽车保有量的增加8-9

    1.1.2 日益严格的排放标准和发动机本身技术限制9-10

    1.2 选题依据10-15

    1.2.1 二甲醚较其他代用燃料的优势10-12

    1.2.2 多次喷射技术12-14

    1.2.3 内燃机燃烧模型运用14-15

    1.3 国内外探讨近况15-17

    1.3.1 二甲醚掺烧在压燃式发动机上的运用15-16

    1.3.2 多次喷射技术在压燃式发动机上的探讨16-17

    1.4 探讨思路和策略17-18

    1.4.1 探讨思路17

    1.4.2 探讨策略17-18

    1.5 论文的主要探讨内容18-19

    第二章 发动机燃烧室模型建立及验证19-35

    2.1 柴油机缸内燃烧历程的数值计算19-23

    2.1.1 计算对象19

    2.1.2 几何模型的建立与网格划分19-22

    2.1.3 初始参数和边界条件的确定22-23

    2.2 模拟仿真计算模型的选取23-33

    2.2.1 缸内气体流动模型24

    2.2.2 燃油喷射和蒸发模型24-27

    2.2.3 燃烧模型27-28

    2.2.4 NOx生成机理和排放模型28-30

    2.2.5 碳烟生成机理和排放模型30-33

    2.3 计算模型验证33-34

    2.3.1 模拟案例的建立33-34

    2.3.2 实验数据与模拟数据比较34

    2.4 本章小结34-35

    第三章 柴油发动机掺烧二甲醚的缸内燃烧浅析35-50

    3.1 混合燃料参数确定35-38

    3.1.1 混合燃料中C\H\O的原子数目35-37

    3.1.2 混合燃料热值及当量循环供油量37-38

    3.2 发动机缸内燃油雾化质量38-42

    3.2.1 不同比例混合燃料贯穿距离和喷雾锥角39-41

    3.2.2 不同比例混合燃料雾化程度41-42

    3.3 发动机缸内燃烧的比较42-45

    3.3.1 混合燃料燃烧始点和放热规律的比较42-44

    3.3.2 缸内温度与压力的比较44-45

    3.4 发动机缸内浓度场与温度场的比较45-48

    3.4.1 不同比例混合燃料的温度场46-47

    3.4.2 不同比例混合燃料的浓度场47-48

    3.5 本章小结48-50

    第四章 二甲醚柴油混合燃料发动机后喷优化对策50-66

    4.1 后喷优化参数的选择50-52

    4.2 正交表选取及表头设计52-54

    4.2.1 正交表的选取52-53

    4.2.2 正交表表头设计53-54

    4.3 单指标浅析54-59

    4.3.1动力性浅析56-57

    4.3.2 经济性浅析57-58

    4.3.3 排放性浅析58-59

    4.4 确定主次顺序选较优组合59-61

    4.4.1 确定主次顺序60

    4.4.2 单因素浅析60-61

    4.5 交互作用的影响浅析61-64

    4.6 综合浅析并验证最佳组合64-65

    4.6.1 综合平衡法选择最优案例64

    4.6.2 最优案例验证64-65

    4.7 本章小结65-66

    第五章 总结与展望66-68

    5.1 本论文工作总结66-67

    5.2 本论文工作展望67-68

    致谢68-69

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