收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

柴油机应用双燃料压燃燃烧模式仿真试验研究

吴子龙  
【摘要】:随着我国石油对外依存度的不断攀升和排放法规的日益严格,对采用非常规燃料作为能量来源的新能源汽车的研究成为国家政府、汽车厂商和各大科研机构的热门课题。甲醇具有来源广泛、价格低廉和燃烧氧化生成物清洁等特点,作为汽油柴油的替代燃料有着巨大的优势,但是其辛烷值高和汽化潜热值高的物化特性导致压燃困难和运行工况窄,仍是亟待解决的问题。本文采用柴油引燃缸内甲醇空气预混合气的燃烧方式,甲醇提前喷入形成甲醇空气预混合气与上止点前喷入缸内的柴油一起压燃燃烧。先通过FIRE软件对一个完整循环进行流场分析,研究缸内湍流动能和速度场的变化趋势,接着探究燃料甲醇质量比对燃烧和排放特性的影响,并与原机纯柴油模式对比,最后结合甲醇喷入时刻、引燃柴油喷射时刻、压缩比、缸内初始温度发动机参数变化,探究发动机燃烧特性和排放特性的变化趋势。研究结果表明,与原机相比,燃料中甲醇质量比为40%时动力性指标更优,CO和SOOT排放量大幅下降,NO排放量略微升高。随着甲醇质量比的提高,燃烧始点后移,缸内压力峰值和放热率峰值下降,有害物排放略有升高。甲醇喷射时刻的改变,发动机的燃烧和排放特性并非成线性变化,在上止点前70°CA时燃烧和排放特性指标最佳。压缩比对双燃料压燃发动机的影响与传统柴油机相同,随着压缩比的提高燃烧特性峰值升高,除NO排放量略有升高外,其它有害物排放均得到改善。随着引燃柴油喷入时刻的不同燃烧和排放特性波动幅度较大,适当提前喷入引燃柴油可以使燃烧始点提前,放热率峰值所在曲轴转角接近上止点,得到更好的燃烧和排放特性。同时研究发现甲醇预混合气的燃烧对缸内初始温度颇为敏感,温度过低会导致燃烧始点滞后明显,有害物排放急剧增加。发动机台架试验中不同甲醇质量比下缸内燃烧特性变化趋势与仿真试验相同,CO和SOOT排放量也有明显下降,同时发现适当增加压缩比和改变供油提前角可以进一步改善燃烧和排放特性。综上所述,甲醇作为主要燃料结合预混合压燃燃烧模式具有良好的发展前景,通过改变喷油策略和发动机参数可以有效地改进燃烧和排放特性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 徐宏明;;预混压燃发动机的现状与未来(英文)[J];汽车安全与节能学报;2012年03期
2 谷明;压燃汽油机的研究[J];小型内燃机;1992年04期
3 郭凤华;黄国华;宋涛;;压燃机燃用醇-柴混溶燃料的性能研究[J];农业工程学报;1988年01期
4 ;Question & Answer[J];世界汽车;2013年07期
5 宋进桂;;梅里特催化压燃发动机(一种新型发动机)[J];山东交通科技;1990年02期
6 郑朝蕾;尧命发;;分层充量压燃简化动力学模型及燃烧机理[J];燃烧科学与技术;2011年02期
7 周亚利,李捷;体院北中压燃气楼前调压系统现状分析及改进[J];天津城市建设学院学报;1995年04期
8 裴毅强;苏万华;林铁坚;;油嘴喷射锥角对柴油可控预混压燃燃烧特性的影响[J];燃烧科学与技术;2006年06期
9 郭晓平;王占杰;;甲基、甲烷、甲醇在正庚烷压燃内燃机中的演变历程[J];燃烧科学与技术;2007年03期
10 王真;乔信起;张德全;侯军兴;张俊军;黄震;;均质二甲醚/乙醇喷雾压燃的燃烧和排放特性[J];上海交通大学学报;2009年09期
11 姜春生,刘凤军;新的发动机燃烧方式——均质充量压燃燃烧(HCCI)[J];天津汽车;2005年04期
12 魏远文;林灵;徐凯;;二甲醚均质充量压燃简化机理研究[J];西华大学学报(自然科学版);2010年01期
13 朱驰,刘圣华;二甲醚均质充量压燃发动机排放特性的试验研究[J];内燃机学报;2004年01期
14 陈志,黄震,吕兴才,罗马吉;DME均质充量压燃着火过程的数值模拟研究[J];内燃机学报;2004年01期
15 刘小杰;樊丁;缑林峰;;高温高压燃滑油综合试验台测控系统设计[J];机械设计与制造;2007年09期
16 王迎;郑朝蕾;何祖威;张庆峰;;添加剂对甲醇均质充量压燃燃烧的影响[J];内燃机工程;2011年02期
17 秦静;易林;林漫群;李乐;虞卫飞;谢辉;赵华;;高辛烷值燃料压燃燃烧醛类物质的缸内取样[J];内燃机学报;2012年04期
18 杨洪强;帅石金;付海超;王志;王建昕;周向进;;低辛烷值汽油部分扩散压燃的燃烧与排放特性[J];汽车安全与节能学报;2011年04期
19 胡铁刚,周龙保,刘圣华,李维;变压缩比二甲醚均质充量压燃发动机排放特性的研究[J];内燃机工程;2005年05期
20 王峰;郑朝蕾;何祖威;张庆峰;王迎;李燕;;柴油替代燃料着火过程的动力学特性[J];重庆大学学报;2012年02期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王步宇;低辛烷值燃料压燃负荷拓展和着火特性的研究[D];清华大学;2016年
2 杨洪强;汽油类燃料多段预混压燃模式的试验研究与数值解析[D];清华大学;2013年
3 于洋;柴油机分层预混压燃燃烧及多阶段高效清洁燃烧过程研究[D];天津大学;2010年
4 肖合林;LPG压燃发动机喷雾及燃烧特性研究[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡洋洋;重型柴油机部分预混压燃模式下燃烧与排放特性的实验及数值模拟研究[D];华中科技大学;2014年
2 张一博;基于燃料设计的部分预混压燃燃烧模式的研究[D];华中科技大学;2015年
3 黄冠宇;基于汽油直喷压燃燃烧模式的缸内燃烧组织优化三维模拟研究[D];华中科技大学;2015年
4 陈文;汽油部分预混合压燃发动机燃烧优化及高负荷拓展数值模拟研究[D];华中科技大学;2016年
5 谭凌;改性汽油部分预混压燃发动机的试验研究[D];华中科技大学;2013年
6 孟庆媛;分层充量压燃燃烧及排放机理多维数值模拟研究[D];天津大学;2008年
7 宋云超;预混合压燃氢气/柴油发动机混合气形成与燃烧过程的研究[D];北京交通大学;2008年
8 段震中;高压共轨柴油机电控系统开发与压燃汽油的实验研究[D];天津大学;2011年
9 何超;燃料添加剂改善均质充量压燃(HCCI)发动机性能的试验研究[D];北京工业大学;2008年
10 马鑫;柴油均质充量压燃微粒演化历程及非常规排放研究[D];天津大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978