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缸内直喷CNG发动机稀薄燃烧特性仿真研究-交通运输工程;载运工具运用工程专业论文.docxVIP

缸内直喷CNG发动机稀薄燃烧特性仿真研究-交通运输工程;载运工具运用工程专业论文.docx

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缸内直喷CNG发动机稀薄燃烧特性仿真研究-交通运输工程;载运工具运用工程专业论文

Simulatic Simulatic RestResearchrch on0n ean - Characteristics of DI CNG Engine A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate:Ji Wenxiao Supervisor:Prof.He Yituan Chongqing Jiaotong University,Chongqing,China 万方数据 重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究 重庆交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体, 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名:氛U缸 日期:砂/每加伽 重庆交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。 本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索, 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并进行 信息服务(包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等),同时本人保留 在其他媒体发表论文的权利。 狮引冶沁誓翥荔:锨羽 签 彳p, 指导教师签名: 一疗 位期 坡砂曳∥ 缮声年 名,汐 ☆知/1/■3S乍 日期:力∥年 何挪,舛日 万方数据 摘 摘 要 为了应对当前严重的能源和环境危机,同时又要满足日益严苛的排放法规, 大力发展节能、环保的发动机代用燃料迫在眉睫。以天然气作为燃料,不仅可以 缓解能源危机,还可以有效的降低汽车排放。通过缸内直喷技术,可有效的提高 CNG发动机的充量系数,适当的增大压缩比,可进一步提高发动机的动力性;采 用稀薄燃烧技术,在保证发动机经济型的同时,还可以有效的降低排放。本文通 过仿真计算的方法,研究了高压缩比缸内直喷CNG发动机的稀薄燃烧特性。 (1)根据原CNG发动机的结构参数与实验数据,利用AVL Boost和Fire仿 真平台分别建立发动机一维和三维仿真模型并进行校核与验证;在已验证过的原 机模型的基础上,将发动机压缩比提高至12:1,同时在汽缸盖上加装喷气阀,完 成缸内直喷CNG发动机三维缸内燃烧模型的建立,进而进行仿真计算。计算工况: n=1600r/min,MAP=169kPa,节气门全开,p。=1.5。 (2)单次喷射仿真研究结果表明:在进气冲程中,喷气时刻越早,在20。CA BTDC形成的混合气均匀度越好,随着喷气时刻的推迟,混合气均匀度变差;在压 缩冲程中,由于受直喷的高压天然气的影响,喷气时刻越早,在200CA BTDC亦 能形成较为均质的混合气,且缸内流场的平均流速高于在进气冲程中喷气的平均 流速,但其混合气均匀度略差于进气冲程中喷射。在压缩冲程中喷气的充量系数 最大,且比在进气冲程喷气的最大充量系数高13。2%,进气道喷射的充量系数略高 于在进气冲程早期喷气的充量系数,略低于在进气冲程末期喷气的充量系数;对 于单次喷射来说,不同的喷气时刻均对应不同的最佳点火提前角;当如为最佳点 火提前角时,在压缩冲程喷气的缸内压力峰值、缸内平均温度峰值以及缸内NO 质量分数都高于在进气冲程喷气;在进气冲程和压缩冲程中喷气,均存在最佳的 喷气时刻,此时两者指示热效率和指示燃料消耗率相差不大,但压缩冲程中喷气 的指示平均压力比进气冲程中喷气高8.1 1%。 (3)两次喷射仿真研究结果表明:通过两次喷射组织稀薄燃烧,第一次喷射 完成后,在点火时刻附近,缸内要形成较为均匀的混合气;第二次喷射完成后, 缸内混合气形成良好的分层,且火花塞附近混合气较浓,远离火花塞区域混合气 浓度逐渐降低。当第一次喷气时刻和喷气比例固定时,存在最佳的第二次喷气时 刻,使得缸内混合气在点火时刻形成良好的分层;不同的第二次喷气时刻,对应 着不同的最佳点火提前角;在最佳点火提前角下,存在一个最佳的第二次喷气时 刻,使得珂,,最大;当喷气比例为4:1时,第二次最佳喷气时刻为45。CA BTDC。 当两次喷气时刻固定时,存在一个最佳的喷气比例,使得缸内混合气在点火时刻 万方数据 形成良好的分层;不同的喷气比例,对应着不同的最佳点火提前角;在最佳点火 形成良好的分层;不同的喷气比例,对应着不同的最佳点火提前角;在最佳点火 提

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