柴油引燃天然气发动机燃烧过程三维仿真研究

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1、分类号U464单位代码10618密级学号2120950092专业硕士学位论文柴油引燃天然气发动机燃烧过程三维仿真研究研究生姓名：赵江雄导师姓名及职称：邵毅明教授申请专业学位类别工程硕士学位授予单位重庆交通大学论文提交日期2015年4月25日专业领域名称交通运输工程论文答辩日期2015年5月28日2015年6月10日Three-dimensionalSimulationResearchonCombustionProcessofNaturalGasEngineIgnitedbyPilotDieselADissertationSubmittedf

2、ortheDegreeofMasterCandidate：ZhaoJiangxiongSupervisor：Prof.ShaoYimingChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China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，本论文不包含任何其他个人或集体已经发。除文中已经注明引用的内容外表或撰写过的作品成果。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

3、广学位论文作者签名：亦日期：知巧年＾＾月／化養／Ｖ户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。国家有关部口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、庆交通大学可从将本学位论义的全部内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ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巧所将本人《》，并进行信息服务（包括但不限于汇编学位论文收录到中国学位论文全文数据库、、。复制发行、信息网络传播等），同时本人保留在其

4、他媒体发表论文的权利｝Ｉ＾ｆ＾学位论文作者签指导教师签名■：曰期：Ｍ巧６月。曰曰期心曰／Ｗ／许（Ｈ本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕ｉ学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权＾＾？学位论文作者签名：户中＊旨导教师签名：畔今（曰期：批ｉＴ半月曰曰期：年細円房／心摘要随着能源危机和环境问题日益严重，传统化石燃料发动机已经不能满足发展要求，因此积极研究和开发替代燃料发动机显得尤为重要。近年来，随着替代燃料发动机的不断发展，天然气发

5、动机由于自身优势而成为了研究焦点。但是天然气发动机在稀燃条件下点火困难，传统高能点火方式由于结构复杂、使用成本高等缺点已经不能很好的满足要求。相比之下，柴油引燃天然气发动机由于结构简单、点火可靠性更高而成为了研究热点。目前，国内外对柴油引燃天然气发动机的研究多集中在发动机动力性、经济性和排放性能方面，而对缸内燃烧过程的研究较少，特别是对引燃过程的研究更少。实际上，引燃柴油量、喷油时刻、喷油持续期、喷孔大小、喷油器位置、天然气混合气浓度等会对缸内燃烧过程产生很大影响，进而影响发动机性能。为深入探究不同参数对柴油引燃天然气发动机燃烧过程的影响，

6、本文用CATIA软件建立了发动机燃烧室三维几何模型，然后在AVL-FIRE软件中建立了天然气发动机柴油引燃的三维仿真模型，深入开展了引燃柴油量、引燃柴油喷油时刻、引燃柴油喷油持续期、天然气混合气浓度等对缸内燃烧过程影响的仿真研究。同时，还采取“减法”方法用“柴油+天然气”总燃烧状态参数减去相同条件下引燃柴油单独压缩着火时的燃烧状态参数，对柴油和天然气进行热解耦，进行了天然气引燃过程的初步研究。在本文的研究条件下，研究结果表明：随着引燃柴油量的增加，峰值压力、峰值温度、峰值放热率最大分别提高约27%、3%、5%，柴油和天然气混合燃烧越明显，燃

7、烧放热波动小，引燃过程更稳定；随着喷油时刻延迟，峰值压力、峰值温度最大分别下降约23%、3.17%，缸内柴油和天然气混合气燃烧效应增强，引燃过程更稳定；随着喷油持续期延长，峰值压力、峰值温度最大分别下降约25%、2.8%，柴油和天然气燃烧放热波动较大，混合燃烧减弱，引燃过程不稳定；随着天然气混合气浓度下降，峰值压力、峰值温度、峰值放热率最大分别下降约28%、14%、56%。在引燃柴油喷油参数一定时且天然气能被引燃的条件下，缸内引燃过程对天然气混合气浓度的敏感度较低。本文的研究成果对于研究柴油引燃天然气发动机的燃烧机理和开发高性能双燃料发动机

8、具有一定的参考价值。关键词：柴油引燃，天然气发动机，燃烧过程，引燃过程，三维仿真研究IABSTRACTWiththeincreasinglyseriousenergycrisis