摻燒乙醇小型農(nóng)用柴油機燃燒機理與低排放研究.pdf

1、我國是農(nóng)業(yè)大國的國情使單缸柴油機在我國經(jīng)濟發(fā)展中扮演著重要角色,然而高油耗、高排放、低升功率等問題使單缸柴油機面臨嚴峻挑戰(zhàn)。環(huán)保法規(guī)對單缸柴油機的要求也越來越嚴格。因此有必要采取措施來提高柴油機性能。
　　 本文研究了純柴油和乙醇/柴油雙燃料的化學反應動力學機理,分析乙醇加入對柴油機均質(zhì)壓縮燃燒的重要物種、自由基和關鍵反應的影響。結(jié)果表明,乙醇在一定程度上抑制了柴油的低溫反應,脫氫產(chǎn)物C7H15在低溫階段的裂解反應微弱,一次加氧

2、反應和二次加氧反應起主導作用。模擬還分析了不同進氣溫度和當量比等邊界參數(shù)對均質(zhì)壓燃發(fā)動機燃燒過程的影響。結(jié)果表明,隨著進氣溫度升高,脫氫反應速率逐漸減小,缸內(nèi)最高溫度升高,最高壓力下降,CO降低,NO升高;隨著燃空當量比增加,脫氫反應速率逐漸增大,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,本文建立ZS195柴油機的燃燒室三維實體模型,并進行網(wǎng)格劃分,定義網(wǎng)格移動事件,設定邊界條件,實現(xiàn)對缸內(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燃油濃度分布的影響,通過比較分析,找出提高發(fā)動機動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),由原機的4孔增加到6孔,可以提高柴油機的動力性,但NO和SOOT排放明顯增加。在增加噴孔數(shù)的基礎上,通過提前噴油和適當減少噴油量的方法,可保持原機動力性和提高經(jīng)濟性,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4孔噴嘴的基礎上,采取