增壓柴油機(jī)摻水試驗(yàn)與仿真研究.pdf

1、石油緊缺和環(huán)境污染是內(nèi)燃機(jī)發(fā)展面臨的兩大難題。目前應(yīng)對(duì)的主要措施是尋找清潔替代能源，改善燃燒過(guò)程和進(jìn)行相應(yīng)的后處理措施。柴油摻水燃燒能夠改善燃燒過(guò)程，降低NOx的排放，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
　　 本文主要進(jìn)行了柴油摻水乳化的仿真研究和進(jìn)氣道噴水的臺(tái)架試驗(yàn)研究，分析柴油摻水燃燒對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性和振動(dòng)特性的影響。
　　 本文借助于FIRE軟件，建立了4100QBZL增壓柴油機(jī)仿真模型，并且通過(guò)對(duì)比仿真結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果

2、驗(yàn)證了模型的正確性。進(jìn)行了柴油乳化摻水的計(jì)算模擬，研究結(jié)果表明：柴油乳化摻水燃燒后NOx排放降低10％-25％，碳煙的排放也有改善。但是，當(dāng)乳化摻水比例達(dá)到30％時(shí)，NOx排放降低不明顯，碳煙升高，燃燒過(guò)程劇烈。因此，柴油乳化摻水比例以20％比較合適。
　　 本文在分析柴油摻水燃燒的理論的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套進(jìn)氣道噴水系統(tǒng)，直接將噴嘴固定在進(jìn)氣道上，并設(shè)計(jì)了電控單元，可以精確控制進(jìn)氣道噴水量。通過(guò)在4100QBZL增壓柴油機(jī)上

3、進(jìn)行不同噴水量的臺(tái)架試驗(yàn)，得出結(jié)論：進(jìn)氣道噴水增加了壓縮負(fù)功，延長(zhǎng)了滯燃期，增加了預(yù)混合燃燒的比例，降低了預(yù)混合燃燒過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)溫度，NOx排放降低10％-30％，CO在低速低負(fù)荷時(shí)升高，碳煙和HC的排放基本保持不變，柴油機(jī)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性稍有改善。
　　 本文同時(shí)對(duì)試驗(yàn)測(cè)量的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行了分析，分別測(cè)試了柴油機(jī)缸體和缸蓋的振動(dòng)信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行了傅立葉變換得到幅頻特性，同時(shí)結(jié)合缸內(nèi)壓力升高率的變化分析進(jìn)氣道噴水對(duì)柴油機(jī)振