摻燒乙醇小型農(nóng)用柴油機(jī)燃燒機(jī)理與低排放研究.pdf

1、我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)的國(guó)情使單缸柴油機(jī)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著重要角色,然而高油耗、高排放、低升功率等問(wèn)題使單缸柴油機(jī)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。環(huán)保法規(guī)對(duì)單缸柴油機(jī)的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。因此有必要采取措施來(lái)提高柴油機(jī)性能。
　　 本文研究了純柴油和乙醇/柴油雙燃料的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理,分析乙醇加入對(duì)柴油機(jī)均質(zhì)壓縮燃燒的重要物種、自由基和關(guān)鍵反應(yīng)的影響。結(jié)果表明,乙醇在一定程度上抑制了柴油的低溫反應(yīng),脫氫產(chǎn)物C7H15在低溫階段的裂解反應(yīng)微弱,一次加氧

2、反應(yīng)和二次加氧反應(yīng)起主導(dǎo)作用。模擬還分析了不同進(jìn)氣溫度和當(dāng)量比等邊界參數(shù)對(duì)均質(zhì)壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的影響。結(jié)果表明,隨著進(jìn)氣溫度升高,脫氫反應(yīng)速率逐漸減小,缸內(nèi)最高溫度升高,最高壓力下降,CO降低,NO升高;隨著燃空當(dāng)量比增加,脫氫反應(yīng)速率逐漸增大,缸內(nèi)壓力和溫度都升高,CO和NO增加。
　　 為了直觀地研究燃油濃度場(chǎng),本文建立ZS195柴油機(jī)的燃燒室三維實(shí)體模型,并進(jìn)行網(wǎng)格劃分,定義網(wǎng)格移動(dòng)事件,設(shè)定邊界條件,實(shí)現(xiàn)對(duì)缸內(nèi)燃燒的瞬

3、態(tài)模擬。本文主要研究了噴油嘴噴孔數(shù)目、噴油嘴位置以及噴油提前角對(duì)燃油濃度分布的影響,通過(guò)比較分析,找出提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性及降低排放的較佳匹配參數(shù)。結(jié)果表明:增加噴孔數(shù),由原機(jī)的4孔增加到6孔,可以提高柴油機(jī)的動(dòng)力性,但NO和SOOT排放明顯增加。在增加噴孔數(shù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)提前噴油和適當(dāng)減少噴油量的方法,可保持原機(jī)動(dòng)力性和提高經(jīng)濟(jì)性,但NO和SOOT呈現(xiàn)trade-off規(guī)律,NO排放增加,SOOT排放得到改善。在原機(jī)4孔噴嘴的基礎(chǔ)上,采取