燃烧系统结构参数对柴油机性能影响的试验研究

论文题目: 燃烧系统结构参数对柴油机性能影响的试验研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 动力机械及工程

作者: 朱坚

导师: 冯冠东,沈捷

关键词: 柴油机,燃烧系统,性能,优化

文献来源: 广西大学

发表年度: 2005

论文摘要: 作者采用数值模拟计算和试验研究方法,研究了柴油机燃烧系统参数对柴油机混合气形成、性能、燃烧和排放的影响,分别建立了工作过程计算模型、三维CFD计算分析模型,开发了配气凸轮型线设计软件,以YC6M220涡轮增压柴油机为研究对象,对该机燃烧系统结构参数进行了优化,提出了该机燃烧系统参数优化匹配方案,为柴油机燃烧系统优化匹配方法探索了一条理论计算分析与试验研究相结合的新方法。首先建立AVL-BOOST模拟计算模型,分析配气凸轮对性能的影响,并通过结合凸轮型线设计软件,对其进行优化设计,并通过试验验证计算结果,使该机性能得到了一定程度提高;对涡轮增压器进行了试验研究,分析了不同进气流量、压比对油耗及排放的影响,对涡轮增压器进行了优化;对不同进气涡流比缸盖进行了试验研究,同时也分析了进气涡流比对发动机性能的影响,选择了涡流比为1.7的缸盖作为优化方案;设计了四种不同结果的燃烧室,应用三维计算模拟软件STAR-CD进行了燃烧室结构对缸内湍流、混合气形成及浓度分布影响模拟计算研究,研究了燃烧室结构影响燃烧过程、NO_x和微粒排放生成的作用机理,并辅以试验验证;对不同燃烧室结构,及对应的不同供油提前角对性能、燃烧和排放影响进行了试验研究,通过对NO_x与微粒、NO_x与当量油耗率的折中方案来选取了优化的燃烧室结构。通过本文的研究,YC6M220柴油机优化匹配方案为:涡流比为1.7的缸盖,富源增压器SJ90Ys2和江雁K29(大)加大流量增压器、方案s3凸轮轴、开口直径79的燃烧室。结果表明在供油提前角为11°CA时,排放可在达到美国非道路排放法规T1和北京非道路排放法规的要求,其当量油耗比原机明显降低,这主要是由于优化方案改善了部分负荷油耗。万有特性试验表明,优化后经济区域显著加宽,这也是当量油耗降低的原因。江雁K29(大)增压器优化后经济区域显著加宽,最低经济油耗为206g/kW.h,确定为性能优化方案。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 引言

1.2 现代柴油机技术发展

1.3 内燃机工作过程数值模拟计算

1.4 本课题的意义及研究内容

第二章试验装置及研究方法

2.1 试验装置及设备

2.2 试验研究方法

第三章配气机构优化设计

3.1 AVL-BOOST介绍

3.2 模拟计算的理论

3.3 模型建立及验证

3.4 配气凸轮改进设计

3.5 新设计型线模拟计算

3.6 试验验证

3.7 本章小结

第四章进气系统优化匹配

4.1 增压器匹配试验研究

4.2 进气涡流比匹配试验

4.3 本章小结

第五章燃烧室结构参数优化匹配

5.1 直喷式燃烧室

5.2 燃烧室结构对性能的影响

5.3 供油提前角对性能及排放的影响

5.4 燃烧室选配

5.5 燃烧室结构对混合气形成及有害排放生成的三维数值模型研究

5.6 本章小结

第六章 YC6M220增压柴油机优化

6.1 燃烧系统优化匹配发动机性能试验研究

6.2 燃烧系统优化柴油机燃烧特性试验研究

6.3 燃烧系统优化排放试验

6.4 本章小结

第七章全文总结与展望

7.1 全文总结

7.2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及成果

致谢

发布时间: 2005-07-21

参考文献

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