船用中速高壓共軌電控噴油柴油機(jī)性能預(yù)測研究.pdf

1、噴油器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和噴油系統(tǒng)控制策略是高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)與柴油機(jī)匹配設(shè)計的關(guān)鍵，直接決定了共軌燃油噴射性能、柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動力性和排放指標(biāo)。開展相關(guān)技術(shù)研究，對我國高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的自主研發(fā)具有重要的應(yīng)用參考價值。
　　本文以自主設(shè)計的6L16/24-CR型船用中速柴油機(jī)高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)噴油器結(jié)構(gòu)參數(shù)及控制策略優(yōu)化為目標(biāo)，在建立機(jī)械泵噴油式柴油機(jī)（原型機(jī)）準(zhǔn)維模型并試驗驗證的基礎(chǔ)上，獲取了建立6L16/24CR型柴油機(jī)多

2、維模型的邊界條件，通過多維模型研究缸內(nèi)噴霧、混合氣形成、缸內(nèi)流場和燃燒過程，仿真分析共軌燃油噴射系統(tǒng)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和不同控制策略對高壓共軌柴油機(jī)綜合性能的影響，并對噴油器結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制策略進(jìn)行綜合優(yōu)化，為高壓共軌系統(tǒng)的裝機(jī)試驗奠定基礎(chǔ)。論文的主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）對MAN6L16/24型船用中速柴油機(jī)的原型機(jī)進(jìn)行了準(zhǔn)維建模，仿真結(jié)果與原型機(jī)實際吻合，仿真模型能夠較好的模擬柴油機(jī)缸內(nèi)的工作過程，獲得了進(jìn)氣閥關(guān)閉時刻缸內(nèi)的溫度，

3、氣閥開啟和關(guān)閉時刻缸內(nèi)壓力、缸內(nèi)氣體質(zhì)量、廢氣殘余量以及柴油機(jī)泵氣功等數(shù)據(jù)，為柴油機(jī)的多維建模提供了邊界條件。
　?。?）根據(jù)準(zhǔn)維模型提供的邊界條件建立了原型機(jī)的多維模型，在此基礎(chǔ)上通過改變?nèi)加蛧娚錀l件建立了高壓共軌柴油機(jī)多維模型。研究了高壓共軌噴油器的噴孔直徑、噴霧錐角、噴嘴凸出高度，共軌軌壓和噴油提前角等參數(shù)對柴油機(jī)燃燒過程和性能的影響，研究發(fā)現(xiàn)噴孔直徑、軌壓影響噴霧貫穿距和混合氣的形成速度；噴嘴凸出高度、噴霧錐角和噴射相位影

4、響噴霧在燃燒室中位置和混合氣的空間分布。當(dāng)噴孔直徑為0.24mm，噴霧錐角為143°，噴嘴凸出高度為1.0mm，50％負(fù)荷下的最優(yōu)軌壓為120MPa，噴油提前角為10°CA時，柴油機(jī)整體性能最優(yōu)。
　?。?）在獲得優(yōu)化的共軌噴油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制參數(shù)的基礎(chǔ)上，分析了共軌燃油噴射系統(tǒng)的噴油策略對柴油機(jī)燃燒和性能的影響。研究了多次噴射對柴油機(jī)NOx和soot排放、油耗的影響，研究發(fā)現(xiàn)預(yù)噴主要作用于預(yù)混燃燒，后噴主要作用于后燃期燃燒速度