柴油引燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程三維仿真研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，傳統(tǒng)化石燃料發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)不能滿足發(fā)展要求，因此積極研究和開(kāi)發(fā)替代燃料發(fā)動(dòng)機(jī)顯得尤為重要。近年來(lái)，隨著替代燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的不斷發(fā)展，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)由于自身優(yōu)勢(shì)而成為了研究焦點(diǎn)。但是天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)在稀燃條件下點(diǎn)火困難，傳統(tǒng)高能點(diǎn)火方式由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用成本高等缺點(diǎn)已經(jīng)不能很好的滿足要求。相比之下，柴油引燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、點(diǎn)火可靠性更高而成為了研究熱點(diǎn)。
　　目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)柴油引燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的研究多集中

2、在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能方面，而對(duì)缸內(nèi)燃燒過(guò)程的研究較少，特別是對(duì)引燃過(guò)程的研究更少。實(shí)際上，引燃柴油量、噴油時(shí)刻、噴油持續(xù)期、噴孔大小、噴油器位置、天然氣混合氣濃度等會(huì)對(duì)缸內(nèi)燃燒過(guò)程產(chǎn)生很大影響，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。為深入探究不同參數(shù)對(duì)柴油引燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的影響，本文用CATIA軟件建立了發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室三維幾何模型，然后在AVL-FIRE軟件中建立了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)柴油引燃的三維仿真模型，深入開(kāi)展了引燃柴油量、引燃柴油噴油時(shí)

3、刻、引燃柴油噴油持續(xù)期、天然氣混合氣濃度等對(duì)缸內(nèi)燃燒過(guò)程影響的仿真研究。同時(shí)，還采取“減法”方法用“柴油+天然氣”總?cè)紵隣顟B(tài)參數(shù)減去相同條件下引燃柴油單獨(dú)壓縮著火時(shí)的燃燒狀態(tài)參數(shù)，對(duì)柴油和天然氣進(jìn)行熱解耦，進(jìn)行了天然氣引燃過(guò)程的初步研究。
　　在本文的研究條件下，研究結(jié)果表明:隨著引燃柴油量的增加，峰值壓力、峰值溫度、峰值放熱率最大分別提高約27％、3％、5％，柴油和天然氣混合燃燒越明顯，燃燒放熱波動(dòng)小，引燃過(guò)程更穩(wěn)定;隨著噴油時(shí)

4、刻延遲，峰值壓力、峰值溫度最大分別下降約23％、3.17％，缸內(nèi)柴油和天然氣混合氣燃燒效應(yīng)增強(qiáng)，引燃過(guò)程更穩(wěn)定;隨著噴油持續(xù)期延長(zhǎng)，峰值壓力、峰值溫度最大分別下降約25％、2.8％，柴油和天然氣燃燒放熱波動(dòng)較大，混合燃燒減弱，引燃過(guò)程不穩(wěn)定;隨著天然氣混合氣濃度下降，峰值壓力、峰值溫度、峰值放熱率最大分別下降約28％、14％、56％。在引燃柴油噴油參數(shù)一定時(shí)且天然氣能被引燃的條件下，缸內(nèi)引燃過(guò)程對(duì)天然氣混合氣濃度的敏感度較低。