天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)引燃柴油噴射策略仿真研究.pdf

1、為了改善環(huán)境污染和能源短缺問題，人們?cè)诜e極尋找新的代用燃料和探索新的燃燒模式。隨著代用燃料使用技術(shù)的不斷發(fā)展，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)槠渥陨韮?yōu)勢(shì)成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。單一天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)自燃溫度高，點(diǎn)火困難且充氣效率低及碳?xì)渑欧鸥叩热秉c(diǎn)不能較好的滿足要求;點(diǎn)燃式柴油/天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)在稀混工況下著火和燃燒不穩(wěn)定、油耗增加且排放較多，而柴油引燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)可以有效改善燃燒過程。如何合理組織燃燒過程和降低排放是當(dāng)前研究柴油引燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的難點(diǎn)，因此

2、本文采用仿真手段探索引燃柴油噴射策略對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程和排放的影響。
　　本文主要運(yùn)用Pro/E建立發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室?guī)缀文Ｐ?，利用FIRE軟件建立柴油引燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)仿真系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)首先研究了引燃柴油單次噴射時(shí)不同引燃柴油量Ⅰ對(duì)燃燒過程和排放的影響。結(jié)果表明隨著引燃柴油量Ⅰ增加，缸內(nèi)的峰值壓力和峰值溫度增大，相對(duì)于Ⅰ=3％、Ⅰ=5％時(shí)二者分別提高了約為35.12％、5.3％;最大壓力升高率隨其增大而升高;燃燒重心CA50逐漸靠

3、近上止點(diǎn)，滯燃期及燃燒持續(xù)期逐漸降低;NOx和CO的排放隨其增大而增大;同時(shí)得到該工況下的邊界引燃柴油量Ⅰ為1.5％。
　　其次，本文研究了引燃柴油兩次噴射策略對(duì)燃燒過程和排放的影響，分別從引燃柴油第一次、第二次噴射時(shí)刻的變化以及第一次噴油比例的變化三個(gè)方面深入研究缸內(nèi)燃燒過程、排放以及相關(guān)物理場的變化規(guī)律。結(jié)果表明隨著第一次噴射時(shí)刻提前，缸內(nèi)的峰值壓力、峰值溫度最大分別提高了約為23.3％、2.59％，最大壓力升高率、NOx排放

4、隨其升高、CA50逐漸靠近上止點(diǎn);隨著第二次噴射時(shí)刻推遲，缸內(nèi)峰值壓力、峰值溫度最大分別下降了約為10.01％、2.33％，最大壓力升高率隨其下降;CA50逐漸遠(yuǎn)離上止點(diǎn)以及NOx下降而CO升高;隨著第一次噴油比例增大，缸內(nèi)的峰值壓力、峰值溫度均有所增大，CA50逐漸靠近上止點(diǎn)及NOx增加。對(duì)比分析引燃柴油單次噴射和兩次噴射時(shí)的最大壓力升高率、著火時(shí)刻以及排放物，得到兩次噴射時(shí)可以有效控制著火時(shí)刻和降低最大壓力升高率及達(dá)到降低NOx排放