高压缩比柴油机燃烧传热特性与油气室匹配规律研究

发布时间：2024-03-26 03:09

　　提高重型柴油机效率,降低CO₂排放是国际内燃机界在当下,甚至未来相当长的一段时间内,所面临的主要挑战。从热力循环的角度上讲,压缩比对内燃机热效率的影响十分明显,提高压缩比可以显著提高内燃机的热效率。然而,在高压缩比条件下,内燃机缸内的油气混合、燃烧、传热等过程会发生改变,这些改变会制约内燃机效率的提升甚至恶化,明确上述变化规律是开发高压缩比燃烧系统的前提。本文针对某重型柴油机,基于CONVERGE软件建立三维数值仿真模型,并利用试验测量的缸压、燃烧放热率、排放等数据对模型进行标定。首先,基于所建立的三维数值仿真模型,研究了压缩比对柴油机能量平衡,以及燃烧、传热过程的影响规律。结果表明:随着压缩比不断提高,燃烧室喉口半径逐渐减小,在相同的喷孔角度下,油束到达凹坑壁面的距离更短,位置更为偏上,因此向挤流区域运动的油束更多,造成挤流区域当量比浓度过高,燃烧损失增大,热效率下降。针对高压缩比条件下较多燃油进入到挤流区导致燃烧损失增大,扩散燃烧速度降低的问题,本文提出了台阶型燃烧室型线。结果表明,台阶型燃烧室有利于形成双涡结构,将壁面射流到挤流区的过浓混合气重新引导回凹坑区...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究概况
    1.3 论文的主要研究内容
2 计算模型建立与模型验证
    2.1 试验装置与研究方法
    2.2 流体力学基本控制方程和计算模型
    2.3 初始边界条件的确定
    2.4 计算模型的建立及标定
    2.5 本章小结
3 高压缩比下柴油机燃烧传热特性的变化规律
    3.1 压缩比对缸内压力及能量分布的影响
    3.2 压缩比对排气损失的影响
    3.3 压缩比对缸内燃烧过程的影响
    3.4 压缩比对缸内传热的影响
    3.5 本章小结
4 燃烧室形状对高压缩比柴油机燃烧特性的影响
    4.1 燃烧室形状对缸内压力及能量分布的影响
    4.2 燃烧室形状对排气损失的影响
    4.3 燃烧室形状对缸内燃烧过程的影响
    4.4 燃烧室形状对缸内传热过程的影响
    4.5 本章小结
5 喷孔匹配对高压缩比柴油机燃烧传热特性的影响
    5.1 燃烧室型线与喷孔角度匹配对燃烧性能的影响
    5.2 喷孔孔数和涡流比匹配对燃烧性能的影响
    5.3 本章小结
6 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献



本文编号：3939274