柴油引燃天然氣發(fā)動機燃燒過程三維仿真研究.pdf

1、隨著能源危機和環(huán)境問題日益嚴重，傳統(tǒng)化石燃料發(fā)動機已經(jīng)不能滿足發(fā)展要求，因此積極研究和開發(fā)替代燃料發(fā)動機顯得尤為重要。近年來，隨著替代燃料發(fā)動機的不斷發(fā)展，天然氣發(fā)動機由于自身優(yōu)勢而成為了研究焦點。但是天然氣發(fā)動機在稀燃條件下點火困難，傳統(tǒng)高能點火方式由于結(jié)構(gòu)復雜、使用成本高等缺點已經(jīng)不能很好的滿足要求。相比之下，柴油引燃天然氣發(fā)動機由于結(jié)構(gòu)簡單、點火可靠性更高而成為了研究熱點。
　　目前，國內(nèi)外對柴油引燃天然氣發(fā)動機的研究多集中

2、在發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性和排放性能方面，而對缸內(nèi)燃燒過程的研究較少，特別是對引燃過程的研究更少。實際上，引燃柴油量、噴油時刻、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對缸內(nèi)燃燒過程產(chǎn)生很大影響，進而影響發(fā)動機性能。為深入探究不同參數(shù)對柴油引燃天然氣發(fā)動機燃燒過程的影響，本文用CATIA軟件建立了發(fā)動機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)動機柴油引燃的三維仿真模型，深入開展了引燃柴油量、引燃柴油噴油時

3、刻、引燃柴油噴油持續(xù)期、天然氣混合氣濃度等對缸內(nèi)燃燒過程影響的仿真研究。同時，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壓縮著火時的燃燒狀態(tài)參數(shù)，對柴油和天然氣進行熱解耦，進行了天然氣引燃過程的初步研究。
　　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，燃燒放熱波動小，引燃過程更穩(wěn)定;隨著噴油時

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增強，引燃過程更穩(wěn)定;隨著噴油持續(xù)期延長，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較大，混合燃燒減弱，引燃過程不穩(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)一定時且天然氣能被引燃的條件下，缸內(nèi)引燃過程對天然氣混合氣濃度的敏感度較低。