噴油特性對某船用低速柴油機性能的影響研究.pdf

1、憑借較高的經濟性與工作可靠性，低速二沖程柴油機已成為現(xiàn)代重要的船舶主推進動力源。由于能源的枯竭、國際相關排放法規(guī)日趨嚴苛，節(jié)能與減排已然成為船舶柴油機研究的重要課題。船用柴油發(fā)動機的動力性能和燃油經濟性等受到諸多因素的影響，最終排放性能取決于燃燒程度的好與壞，而噴油(霧)特性對于柴油機整體燃燒過程有著決定性的影響。因此，本文依據(jù)真實試驗平臺所得關鍵數(shù)據(jù)，通過數(shù)值模擬的方法，研究船用柴油機噴油特性對整機綜合性能的影響，優(yōu)化、改善柴油機的燃

2、燒過程，目的是有效降低柴油機有害物排放的同時又能滿足其對動力性與經濟性的要求。
　　以某船用低速二沖程柴油機為研究對象，首先，建立由排氣閥、氣缸蓋、氣缸壁以及活塞所組成的封閉的燃燒室?guī)缀文Ｐ?；然后，利用通用CFD流體模擬計算分析軟件STAR-CD中的ES-ICE模塊完成對所建模型面、體網格的劃分，定義缸內動態(tài)網格及基礎參數(shù)的設定，應用 Pro-star進行前處理設置、計算和后處理工作；將仿真燃燒過程計算所獲取的示功圖、瞬時放熱率曲

3、線與試驗數(shù)據(jù)進行比對，曲線吻合程度較高，最高燃燒壓力、最大放熱率相對誤差率分別為0.84％和1.73%；同時將不同工況下仿真與試驗所得 NOX的加權平均值進行比對，二者變化趨勢基本一致，可為實際 NOX生成、排放總量提供一定的參考。
　　應用多領域仿真軟件AMESim建立高壓油管、噴油器的一維系統(tǒng)計算模型，得到不同噴油規(guī)律的仿真曲線。根據(jù)一維整機性能仿真所得到的初始、邊界條件，仿真分析了三種不同噴油規(guī)律（矩形、靴型與多次噴射）柴油

4、機燃燒過程及排放的影響，結果表明：多次噴射使得NOX排放總量降低了近23.9%，做功能力下降3%，燃油消耗率略有升高?？紤]柴油機綜合性能，多次噴射策略是相對理想的噴油方案，為了改善由于多次噴射帶來的做功能力下降等問題，需要調整并找到一個合理的噴油正時。
　　對多次噴射的關鍵參數(shù)—預噴率、預/主噴間隔角進行單一變量因素的研究，結果發(fā)現(xiàn)：隨著預噴率的增加，預/主噴間隔角的推遲，NOX排放與燃燒噪聲顯著下降，但同時帶來柴油機做功能力的下