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《中北大学》 2012年
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全钢活塞柴油机燃烧系统研究

王泽峰  
【摘要】:柴油机燃烧过程是一个非常复杂多变的物理、化学过程,随着能源危机的爆发和车辆动力空间的进一步缩小,排放法规的日益严格,人们越来越重视发动机的经济性和动力性。燃烧室的优化设计对改善混合气形成非常有效。通过优化燃烧室结构使油气混合及混合气在缸内的分布达到较佳的效果是非常有效的手段,同时可提高燃烧效率。 燃烧室结构设计是一项涉及面广、既需要实际经验又需要投入大量人力物力的工作。采用传统方法从发动机初期规划到最终方案的确定往往需要经过相当长的时间。因此采用发动机多维燃烧模拟方法,进行柴油机的燃烧室结构和设计参数的计算与分析,确定出几组较为可行的优化方案。由于模拟计算可以在短时间内进行大量组合的计算,所以可以较大程度的避免因人力物力等因素造成的局部寻优的局限。 本文针对单缸排量1L柴油机的燃烧组织特点,结合各类燃烧室的结构特征、适用场合及各类燃烧室的优缺点,选择三大类ω型燃烧室,即直口ω型燃烧室、缩口ω型燃烧室和缩口大凸台ω型燃烧室作为研究对象。以指示功率输出、燃油消耗率为优化目标,以最高燃烧压力为约束条件,以压缩比、燃烧室口径、深度、中央锥台夹角等燃烧室结构参数和增压比、喷油压力、涡流比、喷油提前角等设计参数为设计变量进行优化研究。采用AVL_Frie软件,针对三大类ω燃烧室,在初步给定涡流比、增压比、喷油提前角、喷孔数、喷孔直径和压缩比的同时,通过对其缸内流场、缸内燃油蒸汽浓度分布和缸内温度场进行多方案对比分析(包括:直口ω型6种、缩口ω型8种和缩口大凸台ω一型6种和缩口大凸台ω二型6种),完成燃烧室形状及结构参数的优化,得到四种最优的燃烧室。在此基础上,对涡流比、增压比、喷油提前角、喷孔数、喷孔直径和压缩比六个设计参数进行优化匹配,最终得出满足升功率为60kW的单缸排量1L柴油机的燃烧室形状和结构参数及其燃烧系统设计参数。
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TK423

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【参考文献】
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