缸內(nèi)直噴式柴油-天然氣雙燃料轉(zhuǎn)子發(fā)動機的數(shù)值模擬研究.pdf

1、天然氣作為柴油的一種替代燃料，在發(fā)動機上應(yīng)用己久，技術(shù)也已較為成熟，但把缸內(nèi)直噴技術(shù)應(yīng)用于柴油/天然氣雙燃料轉(zhuǎn)子發(fā)動機，則未見到報道。本文以FLUENT軟件為平臺，結(jié)合自行編制的UDF程序，對天然氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機的缸內(nèi)氣體流動和燃燒過程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，并把所得結(jié)果與文獻(xiàn)結(jié)果進(jìn)行了對比，驗證了模型的可靠性。在此基礎(chǔ)上，對KKM502型轉(zhuǎn)子發(fā)動機進(jìn)行直噴化改造后，采用柴油/天然氣雙燃料時，缸內(nèi)燃燒過程進(jìn)行了模擬，研究內(nèi)容包括：在純柴油工作模

2、式下，不同燃油噴射方向和不同負(fù)荷對燃燒及排放物生成的影響；在柴油/天然氣雙燃料工作模式下，以不同比例的天然氣替代柴油時，其缸內(nèi)燃燒過程和排放物生成量的變化情況。 本文的主要創(chuàng)新點及結(jié)論如下： (1)建立了轉(zhuǎn)子發(fā)動機的二維動網(wǎng)格模型，并對其模型進(jìn)行了修正，使其具有更好的網(wǎng)格適應(yīng)性和收斂性。 (2)采用了更為精細(xì)的燃油噴霧模型，使其計算結(jié)果更具有可靠性。 (3)對KKM502型轉(zhuǎn)子發(fā)動機采用缸內(nèi)直噴技術(shù)改造后

3、，在使用柴油做燃料時，不同燃油噴射方向?qū)Ω變?nèi)燃燒過程及排放物生成量的影響進(jìn)行了對比研究，所得結(jié)果表明：采用45°角的燃油噴射方向時，具有較好的動力性能，而排放性能稍差，隨著角度的增加，排放性能會有所提高，動力性能則會開始下降。 (4)對KKM502型缸內(nèi)直噴轉(zhuǎn)子機，使用天然氣作為柴油的替代燃料，在不同混合比下，其缸內(nèi)燃燒過程及排放物生成情況進(jìn)行了仿真對比研究。結(jié)果表明：隨著天然氣替代柴油的比例不斷增加，總體NO和Soot生成量不