燃烧室形状对柴油天然气发动机燃烧影响的研究

【摘要】我国是石油资源的消耗大国,而本国的资源不足以满足自身的消耗。传统的汽车行业对石油资源有很大的依赖,因而,能源多元化成了汽车行业发展的主流趋势。在这些替代能源中,天然气因其储量丰富、辛烷值高、排放污染低、价格低廉,被许多研究机构誉为未来车用发动机最有潜力的替代燃料。天然气在内燃机中分类按燃料的使用和同时使用种类主要分为以下三种：单一燃料发动机、两用燃料发动机和双燃料发动机。其中,双燃料发动机又因为其改变了天然气不便于携带的缺陷而具有十分广阔的前景。随着对双燃料发动机的深入研究与科技的提高,双燃料发动机逐渐由低压缩比、低天然气替代率向着高压缩比、高天然气替代率的方向发展。双燃料发动机目前比较先进的是微引燃技术。本文即利用STAR-CD软件对CA6DL2-35E5RB天然气/柴进行了宏观参数和微观场的变化规律分析,目的是通过改变燃烧室的形状来实现柴油微引燃技术,提高天然气的替代率并减少由于替代率上升所引起的发动机爆震的发生。本研究结果表明：1.柴油首先在燃烧室壁面处着火,之后火焰在燃烧室壁面多处出现,即同一时间在不同地方同时着火,之后高温区域开始由燃烧室四周扩散到燃烧室中心处。而天然气的燃烧是以柴油燃烧形成了火核为基础,天然气在多处同时着火,但着火位置并不是对称的,这是由气流流动的不均匀性造成的,且随着天然气替代率的增加,缸内最高压力下降,发动机输出功率下降,NO排放也呈下降趋势。2.在压缩比,侧隙,顶隙都完全相同的情况下,只改变燃烧室的形状,其中1#为原机即缩口ω形燃烧室,2#为圆柱形燃烧室,3-1#燃烧室为花瓣型燃烧室。通过比较得知,原机的天然气排放水平较低,而Soot排放较高,这就说明了天然气的燃烧质量较高但柴油的燃烧质量较差,从而决定了原机无法实现高替代率下较高的燃烧质量,因为替代率较高时,柴油量下降,但由于柴油的燃烧质量较差,也将直接影响到天然气的燃烧过程,无法从根本上避免柴油单燃料发动机Soot排放高的问题。而花瓣型燃烧室有着较好的柴油燃烧质量,这就为柴油微引燃奠定了基础,而且也解决了柴油单燃料发动机Soot排放较高的问题,突出了双燃料发动机的优势,而天然气的燃烧速率等可以通过合理组织缸内流动加以提高。3.花瓣型燃烧室喷射位置不同可使发动机的动力性,经济性,排放性能有所差异。本文选了四个喷射角度,分别为0°,-7.5°,-15°,-22.5°,对其宏观参数和微观场进行了分析,通过优化选择得到喷射角度为-22.5。为最佳喷射位置。
【作者】纪霏霏；
【导师】王忠恕；
【作者基本信息】吉林大学，动力机械及工程，2014，硕士
【关键词】柴油/天然气发动机；燃烧室；喷射角度；CFD模拟；

【参考文献】
[1]沈小虎.铁氧体耐高温磁控溅射金属化膜系及产业化关键问题的研究[D].浙江大学,2013.
[2]李刚.生物质缓冲包装制品浆料流变性及缓冲特性研究[D].山东大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[3]吴臻.平舆方言完成体研究[D].华中师范大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[4]张红英.分泌抗A型魏氏梭菌肠毒素单克隆抗体杂交瘤细胞株的建立和初步应用[D].河南农业大学,预防兽医学,2004,硕士.
[5]付勇.海底管线断裂疲劳分析及软件开发[D].浙江大学,结构工程,2004,硕士.
[6]袁晓娟.基于有效教学的课堂教学行为研究—数学课堂观察[D].东北师范大学,数学课程与教学论,2012,硕士.
[7]许亚洲.基于最小二乘支持向量机的数控机床热误差建模的研究[D].浙江大学,2006.
[8]魏琨.大学校园教学区的景观设计研究[D].西安建筑科技大学,2005.
[9]张立厚,聂永瑜,许一敏.知识管理中的可拓工程初探[J].广东工业大学学报,2001,01:76-79.
[10]刘滴.新时期临床型肾结核的临床特点和诊断分析（附51例报告）[D].遵义医学院,泌尿外科（专业学位）,2013,硕士.
[11]孙云宽.黑格尔戏剧美学思想评述[D].安徽大学,美学,2004,硕士.
[12]李骥,张洪钺.用神经网络估计模型误差的预测滤波算法[J].控制与决策,2005,02:183-186.
[13]李春刚.刑事诉讼言词证据若干问题研究——一种比较法的视角[D].吉林大学,法律,2004,硕士.
[14]熊梅.11种常用维吾尔种子药材精油成分及抑菌活性研究[D].新疆大学,分析化学,2013,硕士.
[15]王铭.小鼠Ca761/L乳腺癌模型的超声造影及病理学对照研究[D].北京协和医学院,影像医学与核医学,2014,博士.
[16]高银枝.切换线性广义系统的状态观测器设计[D].辽宁大学,应用数学,2012,硕士.
[17]彭书雅.对比度视力与扫描视诱发电位的相关性研究[D].苏州大学,法医学,2014,硕士.
[18]魏琦.基于超构介质的新原理声学器件研究[D].南京大学,声学,2014,博士.
[19]李国相.基于光纤振动安全预警系统的振源识别算法研究[D].北方工业大学,电路与系统,2014,硕士.
[20]左阳.基于Scatter Search算法的预测调度研究[D].兰州理工大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[21]陈四杰.面向数控机床群的上下料机器人视觉识别定位研究[D].江苏大学,2013.
[22]姚佳.外商直接投资对我国行业收入差距影响的实证分析[D].宁波大学,数量经济学,2013,硕士.
[23]吴小溪.移动互联网与移动电子设备时代的人机关系研究[D].中央美术学院,视觉传达,2013,硕士.
[24]肖亮.湖南省省道S212线安仁段绿化提质改造对策研究[D].中南林业科技大学,风景园林（专业学位）,2014,硕士.
[25]王俊超.价格促销对不同产品涉入度的消费者品牌忠诚影响研究[D].武汉纺织大学,美学,2014,硕士.
[26]马天民.锆英石矿的深度精选[J].有色金属(选矿部分).1993(04)
[27]武启祥,韩林飞,朱连奇,陈方杰.江西婺源古村落空间布局探析[J].规划师,2010,04:84-89.
[28]明平红.7-羟基-5，4’-二甲氧基-2-芳基苯并呋喃抑制宫颈癌细胞生长及其作用机制研究[D].湖北中医药大学,临床检验诊断学,2013,硕士.
[29]王伯承.生态博物馆建设与民族社区发展研究[D].贵州民族大学,社会学,2012,硕士.
[30]李泽林.中国传统文化元素在现代装饰艺术设计中的应用与研究[D].哈尔滨理工大学,设计艺术学,2013,硕士.
[31]王卉.远程管理终端综合报修管理平台的开发和研究[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[32]沈叶辉.高铬白口铸铁耐磨耐冲蚀性能的实验研究[D].华东理工大学,流体机械及工程,2014,硕士.
[33]肖科科.色谱手性拆分及其手性识别机理的量子化学研究[D].浙江工业大学,2009.
[34]张建.基于Ｓｉｍｕｆａｃｔ的马铃薯收获机Ｔ形平角焊接仿真[J].云南农业大学学报,2014,04:544-548.
[35]吴妮.中国动漫产业的集中现象研究[D].陕西科技大学,设计艺术学,2013,硕士.
[36]南春芹.加拿大皮燕麦品种在陕西杨凌的适应性和产量评价[D].西北农林科技大学,作物,2012,硕士.
[37]王嘉译.单发肝癌手术切除患者预后危险因素分析及其评分体系的建立[D].第二军医大学,肝胆外科（专业学位）,2013,硕士.
[38]刘卫华,庞凯歌,田康,魏仙奇,李昕,王小力.石墨烯折角可控场发射的研究[A].中国电子学会真空电子学分会、大功率微波电真空器件技术国家级重点实验室.中国电子学会真空电子学分会第十九届学术年会论文集（下册）[C].中国电子学会真空电子学分会、大功率微波电真空器件技术国家级重点实验室:,2013:1.
[39]任淑霞.基于电子病历的时态数据库技术的研究[D].暨南大学,2003.
[40]付超.基金会筹资透明度评价指标体系研究[D].青岛大学,会计学,2013,硕士.
[41]王燕.济宁市流感监测系统运行状况及监测质量评价研究[D].山东大学,公共卫生（专业学位）,2013,硕士.
[42]鲁倩.TRS商业信息服务解决方案[J].中国传媒科技.2002(02)
[43]魏衡江.SES公司的表面自动检查系统[J].冶金自动化,1993,01:34.
[44]刘建军.建设工程施工合同纠纷的实证研究[D].宁波大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[45]史鸿鑫,邱小丽,武宏科,陈立军,项菊萍.全氟己基季铵盐型表面活性剂的制备及其表面活性[J].精细化工,2012,05:438-442.
[46]庞美蓉,刘零怡,高汪磊,张英.绿原酸调节糖脂代谢的作用机制研究进展[J].中草药,2015,02:305-312.
[47]邓浛笑.上市公司股份代持法律问题研究[D].华中师范大学,民商法学,2014,硕士.
[48]赵霞.高中数学课堂有效提问的探索[D].山东师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[49]吴昊.螺环吲哚二酮哌嗪类化合物的合成及其抑菌活性研究[D].陕西科技大学,化学,2013,硕士.
[50]王金祥.福建省与国内发达省（市）间原始性创新能力的比较研究[D].福州大学,管理科学与工程,2004,硕士.