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基于二甲醚柴油混合燃料燃烧的主后喷多参数优化策略研究

张玉  
【摘要】:发动机各性能指标的折中关系,一直是发动机研究的重点。本文针4100QBZL发动机利用Fire软件建立模型进行模拟仿真计算,首先研究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,研究表明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,利用直观分析法针对四因素对发动动力性、经济性及排放性影响进行分析。分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。 但通过方差分析法对后喷各因素交互作用对发动机性能指标的影响分析可知: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,因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。运用综合分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方案为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。


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