柴油機(jī)燃用甲醇柴油混合燃料的仿真分析.pdf

1、能源緊缺和環(huán)境污染己經(jīng)成為當(dāng)今世界面臨的兩大難題。醇類燃料作為含氧代用燃料，在燃燒過程中可提高燃油當(dāng)量比，CO和NOx排放比柴油低，幾乎無碳煙排放;另外，由于其汽化潛熱高，可降低進(jìn)氣溫度，提高進(jìn)氣充氣效率。醇類燃料可以從煤、天然氣等資源中提煉，我國煤炭資源豐富，開發(fā)利用醇類燃料有廣闊前景。目前，由于醇類燃料理化特性與柴油差異比較大，更多的是應(yīng)用在車用汽油機(jī)上。本文主要研究甲醇作為混合燃料摻混在柴油中，通過燃油品質(zhì)和供油參數(shù)的調(diào)整，使其應(yīng)

2、用于直噴式增壓柴油機(jī)。
　　 控制柴油機(jī)燃燒進(jìn)程的首要因素是控制缸內(nèi)混合氣的形成，而混合氣的形成又取決于燃料噴霧特性、噴油規(guī)律、缸內(nèi)氣流運(yùn)動和燃燒室的形狀等。本文借助FIRE軟件，對這種直噴式柴油機(jī)燃燒室燃燒過程的壓縮、燃燒、膨脹行程進(jìn)行數(shù)值模擬，考察燃油品質(zhì)、啟噴壓力、供油提前角等因素對混合氣形成、燃燒過程以及柴油機(jī)的主要排放物NOx和碳煙的影響。
　　 對于噴霧過程，主要通過氣流運(yùn)動矢量圖來分析油滴的運(yùn)動，由缸內(nèi)的燃

3、油濃度場和燃油當(dāng)量比圖分析燃油的分布情況。對于燃燒過程，主要通過對燃料濃度場、缸內(nèi)溫度場和燃油當(dāng)量比分布圖的分析來評價(jià)，結(jié)合Nox和碳煙的濃度場和質(zhì)量分?jǐn)?shù)曲線分析燃燒的排放情況。
　　 通過模擬與試驗(yàn)比較，驗(yàn)證了由FIRE軟件建立的4100QBZL柴油機(jī)燃用甲醇柴油混合燃料的燃燒模型是可靠的;對比分析了不同比例甲醇柴油的燃燒和排放特性，由燃燒放熱率曲線和累積放熱量曲線可知，添加甲醇后的燃料有預(yù)混合燃燒量比重大、擴(kuò)散燃燒階段速度快

4、、總的燃燒持續(xù)期短的特點(diǎn)，發(fā)動機(jī)工作柔順性變差，功率下降。但是排放性能優(yōu)于柴油，其中，CO和碳煙下降明顯，NOx與原機(jī)相差不大，只是HC略有上升。
　　 在此基礎(chǔ)上，選取了M巧比例的甲醇柴油混合燃料，根據(jù)其在原機(jī)參數(shù)上燃燒和排放性能的表現(xiàn)，首先對啟噴壓力進(jìn)行優(yōu)化，分析了啟噴壓力對噴油規(guī)律的影響，結(jié)果說明啟噴壓力下降，供油量升高，但是霧化效果變差。試驗(yàn)和仿真結(jié)果表明:在啟噴壓力為22.SMPa下，M巧混合燃料缸內(nèi)最高燃燒壓力和缸內(nèi)