噴油特性對(duì)某船用低速柴油機(jī)性能的影響研究.pdf

1、憑借較高的經(jīng)濟(jì)性與工作可靠性，低速二沖程柴油機(jī)已成為現(xiàn)代重要的船舶主推進(jìn)動(dòng)力源。由于能源的枯竭、國(guó)際相關(guān)排放法規(guī)日趨嚴(yán)苛，節(jié)能與減排已然成為船舶柴油機(jī)研究的重要課題。船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)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(duì)于柴油機(jī)整體燃燒過程有著決定性的影響。因此，本文依據(jù)真實(shí)試驗(yàn)平臺(tái)所得關(guān)鍵數(shù)據(jù)，通過數(shù)值模擬的方法，研究船用柴油機(jī)噴油特性對(duì)整機(jī)綜合性能的影響，優(yōu)化、改善柴油機(jī)的燃

2、燒過程，目的是有效降低柴油機(jī)有害物排放的同時(shí)又能滿足其對(duì)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性的要求。
　　以某船用低速二沖程柴油機(jī)為研究對(duì)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(jì)算分析軟件STAR-CD中的ES-ICE模塊完成對(duì)所建模型面、體網(wǎng)格的劃分，定義缸內(nèi)動(dòng)態(tài)網(wǎng)格及基礎(chǔ)參數(shù)的設(shè)定，應(yīng)用 Pro-star進(jìn)行前處理設(shè)置、計(jì)算和后處理工作；將仿真燃燒過程計(jì)算所獲取的示功圖、瞬時(shí)放熱率曲

3、線與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，曲線吻合程度較高，最高燃燒壓力、最大放熱率相對(duì)誤差率分別為0.84％和1.73%；同時(shí)將不同工況下仿真與試驗(yàn)所得 NOX的加權(quán)平均值進(jìn)行比對(duì)，二者變化趨勢(shì)基本一致，可為實(shí)際 NOX生成、排放總量提供一定的參考。
　　應(yīng)用多領(lǐng)域仿真軟件AMESim建立高壓油管、噴油器的一維系統(tǒng)計(jì)算模型，得到不同噴油規(guī)律的仿真曲線。根據(jù)一維整機(jī)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(jī)燃燒過程及排放的影響，結(jié)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(jī)綜合性能，多次噴射策略是相對(duì)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(diào)整并找到一個(gè)合理的噴油正時(shí)。
　　對(duì)多次噴射的關(guān)鍵參數(shù)—預(yù)噴率、預(yù)/主噴間隔角進(jìn)行單一變量因素的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著預(yù)噴率的增加，預(yù)/主噴間隔角的推遲，NOX排放與燃燒噪聲顯著下降，但同時(shí)帶來柴油機(jī)做功能力的下