噴油特性對某船用低速柴油機性能的影響研究.pdf

1、憑借較高的經(jīng)濟性與工作可靠性，低速二沖程柴油機已成為現(xiàn)代重要的船舶主推進動力源。由于能源的枯竭、國際相關排放法規(guī)日趨嚴苛，節(jié)能與減排已然成為船舶柴油機研究的重要課題。船用柴油發(fā)動機的動力性能和燃油經(jīng)濟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)特性對于柴油機整體燃燒過程有著決定性的影響。因此，本文依據(jù)真實試驗平臺所得關鍵數(shù)據(jù)，通過數(shù)值模擬的方法，研究船用柴油機噴油特性對整機綜合性能的影響，優(yōu)化、改善柴油機的燃

2、燒過程，目的是有效降低柴油機有害物排放的同時又能滿足其對動力性與經(jīng)濟性的要求。
　　以某船用低速二沖程柴油機為研究對象，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流體模擬計算分析軟件STAR-CD中的ES-ICE模塊完成對所建模型面、體網(wǎng)格的劃分，定義缸內(nèi)動態(tài)網(wǎng)格及基礎參數(shù)的設定，應用 Pro-star進行前處理設置、計算和后處理工作；將仿真燃燒過程計算所獲取的示功圖、瞬時放熱率曲

3、線與試驗數(shù)據(jù)進行比對，曲線吻合程度較高，最高燃燒壓力、最大放熱率相對誤差率分別為0.84％和1.73%；同時將不同工況下仿真與試驗所得 NOX的加權平均值進行比對，二者變化趨勢基本一致，可為實際 NOX生成、排放總量提供一定的參考。
　　應用多領域仿真軟件AMESim建立高壓油管、噴油器的一維系統(tǒng)計算模型，得到不同噴油規(guī)律的仿真曲線。根據(jù)一維整機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、機燃燒過程及排放的影響，結果表明：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]柴油機綜合性能，多次噴射策略是相對理想的噴油方案，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)整并找到一個合理的噴油正時。
　　對多次噴射的關鍵參數(shù)—預噴率、預/主噴間隔角進行單一變量因素的研究，結果發(fā)現(xiàn)：隨著預噴率的增加，預/主噴間隔角的推遲，NOX排放與燃燒噪聲顯著下降，但同時帶來柴油機做功能力的下