低质柴油在柴油机上的模拟仿真及试验研究

论文摘要

能源短缺是当前世界各国所面临的重大问题，我国近年石油资源的开采有保持或下降的趋势。随着铁路事业和汽车运输业的迅速发展，对石油的需求明显增加，导致我国的石油进口量以每年8％～9％的速度在增长，2004年石油进口突破1.2亿吨；另一方面，由于长年开采，我国油田的油质逐年下降，所供油品十六烷值降低，并且杂质含量等指标逐年增高。面对石油资源的紧迫形势，如何使我国内燃机车从燃用轻质柴油向燃用低质柴油方向过度，开展机车柴油机燃用低质柴油的研究就是本文的主要研究内容。本文首先介绍了国内外内燃机车的发展及机车柴油机的燃油状况，针对我国石油资源紧迫形势及原油特点对在内燃机车柴油上燃用低质柴油进行了可行性论证，叙述了课题进行所具有的经济意义和社会意义；接着对内燃机车柴油机的燃油供给系统做以介绍，讨论了燃用低质柴油对燃油系统各参数的影响，叙述了燃油的粘度对喷射及喷雾性能的影响；然后介绍了GT-FUEL软件，并且运用此软件对16V240柴油机燃油系统进行了建模，在模型上分别对使用轻、低质柴油进行模拟计算，得出模拟结果，并且与在油泵油嘴试验台上作出的试验结果相比较，得出结果基本一致；随后对低质柴油的滞燃期进行了讨论，最后在试验条件有限的情况下运用GT-POWER做出单缸机模型，在模型上分别燃用轻、低质燃油，对低质燃油在燃烧阶段的排放问题进行预测。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 绪论
• 第一章 国内外柴油机使用低质柴油的状况
• 1.1 内燃机车的发展和我国内燃机车用油的现状
• 1.1.1 内燃机车的发展
• 1.1.2 内燃牵引动力的技术现状和发展
• 1.1.3 内燃牵引的前景
• 1.1.4 我国内燃机车用油的现状
• 1.1.5 十六烷值为40的轻柴油在内燃机车上的运用情况
• 1.2 燃油的理化性能指标
• 1.3 柴油机使用的燃油
• 1.3.1 国产柴油机燃油的规格与选用
• 1.3.3 本文中使用的燃油
• 1.4 国内外柴油机使用低质燃油的简史
• 1.5 课题的可行性论证
• 1.5.1 科学技术方向是正确的
• 1.5.2 符合我国国情
• 1.6 本论文的意义
• 1.6.1 经济意义
• 1.6.2 社会意义
• 1.7 燃用低质柴油所面临的问题
• 1.8 本论文的内容
• 本章小结
• 第二章 燃油喷射系统
• 2.1 燃油系统简介
• 2.1.1 燃油供给系统的作用及组成
• 2.1.2 喷油泵
• 2.1.3 喷油器
• 2.2 对喷射系统的要求
• 2.2.1 良好的雾化状态
• 2.2.2 正确的喷油定时
• 2.2.3 可以调节的供油量
• 2.3 柴油机的喷射过程
• 2.3.1 喷射过程的重要性
• 2.3.2 喷油速率和喷油规律
• 2.4 燃油粘度和喷射性能的关系
• 2.5 使用低质柴油对燃油系统的影响
• 本章小结
• 第三章 GT-FUEL软件介绍
• 3.1 GT-FUEL软件介绍
• 3.2 GT-FUEL的主要应用范围
• 3.3 GT-FUEL的先进特性
• 3.4 软件的操作方法
• 本章小结
• 第四章 运用 GT-FUEL软件模拟16V240型柴油机燃油喷射系统
• 4.1 模拟计算方法
• 4.1.1 基本假设
• 4.1.2 变音速、变密度的处理方法
• 4.1.3 高压油管内波动过程的计算
• 4.1.4 初始条件和边界条件
• 4.1.5 残余空穴容积的处理
• 4.2 模型的建立基础
• 4.2.1 建模过程中用到的主要参数
• 4.3 计算模型的建立
• 4.4 数据的录入
• 4.5 计算结果
• 本章小结
• 第五章 轻柴油与低质柴油的喷射试验对比
• 5.1 试验仪器
• 5.1.1 试验仪器的实物照片
• 5.2 试验前准备
• 5.3 试验工况
• 5.4 试验结果
• 5.4.1 循环油量
• 5.4.2 高压油管压力
• 5.5 结果分析
• 本章小结
• 第六章 低质燃油滞燃期的计算
• 6.1 计算滞燃期的各种公式
• 6.2 低质柴油滞燃期的计算
• 本章小结
• 第七章 运用 GT-Power分析柴油机燃用轻、重柴油对排放的影响
• 7.1 柴油机的两种主要排放物的危害
• 7.2 16V240ZJB柴油机的基本参数
• 7.3 建立模型的准备
• 7.4 模型的建立
• 7.5 计算结果分析
• 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢