柴油機燃用二甲醚-非標(biāo)重柴油的燃燒仿真研究.pdf

1、車用柴油機燃用二甲醚可以降低NOx的排放，實現(xiàn)無煙燃燒，但由于二甲醚液態(tài)粘度極低，容易出現(xiàn)供油系統(tǒng)柱塞偶件卡死、磨損及二甲醚泄漏等問題。在二甲醚中摻混不同比例的低質(zhì)非標(biāo)重柴油，不僅可以解決上述問題，同時還可以提高石油產(chǎn)品品質(zhì)的利用率，獲得明顯的經(jīng)濟效益。
　　 本文首先測定了二甲醚/非標(biāo)重柴油混合燃料D30的理化特性，對柴油機供油系統(tǒng)進行改造后，燃用D30混合燃料進行臺架試驗。借助試驗數(shù)據(jù)和柴油機的結(jié)構(gòu)參數(shù)，在FIRE軟件中建立

2、4100QBZL柴油機仿真模型，通過模擬結(jié)果與試驗結(jié)果的對比分析，驗證模型的正確性，并詳細(xì)展示了D30混合燃料的噴霧流場和排放物濃度場。研究表明:D30混合燃料的噴霧貫穿距較小、噴霧流速較高，燃油液滴蒸發(fā)速度快，有利于混合氣地快速形成。在膨脹沖程中由于缸內(nèi)速度梯度較大，促使擴散燃燒速度加快，同時燃用D30混合燃料有降低缸內(nèi)最高溫度、Soot和Nox排放的作用。
　　 在此基礎(chǔ)上，利用4100QBzL柴油機仿真模型，對高比例二甲醚

3、/非標(biāo)重柴油混合燃料D70、D80和D90進行模擬計算。對三種混合燃料與0＃柴油在缸內(nèi)平均壓力、平均溫度及排放物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等方面的變化規(guī)律進行了研究，并著重分析了缸內(nèi)燃料濃度場與排放物濃度場的分布。結(jié)果表明:
　　 三種混合燃料缸內(nèi)爆發(fā)壓力的峰值和缸內(nèi)平均溫度較0＃柴油小幅降低，但生成的Nox質(zhì)量分?jǐn)?shù)大幅下降且Soot的終值幾乎為零。由缸內(nèi)燃料濃度場和排放物濃度場的分布可知，隨著二甲醚摻混比例的增加，噴注稀混區(qū)和噴注前鋒的直徑變