增壓柴油機摻水試驗與仿真研究.pdf

1、石油緊缺和環(huán)境污染是內(nèi)燃機發(fā)展面臨的兩大難題。目前應(yīng)對的主要措施是尋找清潔替代能源，改善燃燒過程和進行相應(yīng)的后處理措施。柴油摻水燃燒能夠改善燃燒過程，降低NOx的排放，提高燃油經(jīng)濟性。
　　 本文主要進行了柴油摻水乳化的仿真研究和進氣道噴水的臺架試驗研究，分析柴油摻水燃燒對發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性、排放性和振動特性的影響。
　　 本文借助于FIRE軟件，建立了4100QBZL增壓柴油機仿真模型，并且通過對比仿真結(jié)果和試驗結(jié)果

2、驗證了模型的正確性。進行了柴油乳化摻水的計算模擬，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)乳化摻水比例達到30％時，NOx排放降低不明顯，碳煙升高，燃燒過程劇烈。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)計開發(fā)了一套進氣道噴水系統(tǒng)，直接將噴嘴固定在進氣道上，并設(shè)計了電控單元，可以精確控制進氣道噴水量。通過在4100QBZL增壓柴油機上

3、進行不同噴水量的臺架試驗，得出結(jié)論：進氣道噴水增加了壓縮負(fù)功，延長了滯燃期，增加了預(yù)混合燃燒的比例，降低了預(yù)混合燃燒過程發(fā)動機的缸內(nèi)溫度，NOx排放降低10％-30％，CO在低速低負(fù)荷時升高，碳煙和HC的排放基本保持不變，柴油機動力性和燃油經(jīng)濟性稍有改善。
　　 本文同時對試驗測量的振動信號進行了分析，分別測試了柴油機缸體和缸蓋的振動信號，并對信號進行了傅立葉變換得到幅頻特性，同時結(jié)合缸內(nèi)壓力升高率的變化分析進氣道噴水對柴油機振