缸内流场结构对天然气发动机性能影响的模拟研究

【摘要】： 本文在发动机转速为1500r/min、100%负荷、点火提前角为上止点前30oCA时研究了燃烧室结构和涡流比对天然气发动机混合气形成、燃烧及排放的影响情况。 设计了挤气比分别为29%、48%、50%和54%四种燃烧室,研究了不同燃烧室形状对天然气发动机燃烧过程的影响,结果表明:在压缩行程初期,燃烧室形状对缸内速度场的分布几乎无影响,随着活塞上行,挤流和湍流火焰逐渐成为影响缸内流场演变的主要因素,在四种形状燃烧室中缩口形燃烧室挤气面最大,较强的挤流有利于缸内产生较高的湍动能,并且在相同曲轴转角下火焰有较大的发展空间,因此燃烧速度最快,而浅盘形燃烧室凹坑的深度较浅,随着活塞逐渐接近上止点,火焰只能向两侧狭小空间发展,燃烧速度最慢,采用深坑形和直ω形燃烧室时发动机性能处于缩口形和浅盘形燃烧室之间。 研究了缸内不同涡流比对发动机性能的影响情况。结果表明,采用不同涡流比时缸内的速度场和湍流场有相似的分布规律,但是随着涡流比的增加,相同曲轴转角下缸内气体流速增加,不同曲轴转角下,由于不同涡流比与缸内挤流和湍流火焰作用情况不同,最佳涡流比也不同,330oCA缸内最大湍动能出现在涡流比为1.5的情况下,而360oCA时缸内产生最大湍动能的涡流比为3,这说明随着挤气强度的增加,采用大的涡流比可以获得较高的湍动能,但是涡流比过高使缸内散热损失增加,不利与天然气发动机快速燃烧的产生,因此对于该缩口燃烧室在1500r/min、最大负荷时采用涡流比为3可以实现改善天然气发动机燃烧的作用,但是由于燃烧的改善使NO排放增加。 【关键词】：天然气发动机 燃烧 燃烧室形状 挤流 涡流
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TK431
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 概述10-14
• 1.1.1 能源短缺问题10-11
• 1.1.2 环境污染问题11-14
• 1.2 天然气发动机应用与发展14-16
• 1.3 缸内流动对发动机性能的影响16-17
• 1.4 发动机数值模拟技术17-19
• 1.5 论文研究内容19-20
• 第2章 天然气发动机建模与计算方法20-31
• 2.1 发动机几何建模20-21
• 2.2 网格划分21-22
• 2.3 模型的选择22-27
• 2.3.1 流动基本方程22-24
• 2.3.2 湍流模型24-25
• 2.3.3 燃烧和点火模型25-26
• 2.3.4 NOx 生成模型26-27
• 2.4 计算方法及离散格式27-28
• 2.5 初始条件和边界条件28
• 2.6 计算模型的验证28-29
• 2.7 本章小结29-31
• 第3章 燃烧室结构对天然气发动机性能的影响31-49
• 3.1 燃烧室形状对天然气发动机性能影响32-33
• 3.2 不同燃烧室内流场演变过程对比分析33-42
• 3.2.1 缸内速度场演变过程对比分析33-39
• 3.2.2 缸内湍流场演变过程对比39-42
• 3.3 燃烧室形状对燃烧过程的影响42-45
• 3.4 燃烧室形状对 NOX排放的影响45-47
• 3.5 本章小结47-49
• 第4章 涡流对天然气发动机性能的影响49-68
• 4.1 涡流对天然气发动机性能的影响49-50
• 4.2 涡流对缸内流场演变过程的影响50-61
• 4.2.1 涡流对缸内速度场演变过程的影响50-56
• 4.2.2 涡流对湍流场演变过程的影响56-61
• 4.3 涡流对燃烧过程的影响61-65
• 4.4 涡流对 NOX排放的影响65-66
• 4.5 本章小结66-68
• 第5章 全文总结及未来工作68-71
• 5.1 全文工作总结68-69
• 5.2 下一步研究工作69-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-76
• 个人简介76

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

YC6MK375N-30型天然气发动机热平衡系统建模与试验研究    祝先标

柴油—天然气发动机电控气体燃料喷射技术的研究    李国岫

非结构网格、混合网格下计算方法研究    杨永健,张来平,高树椿,张涵信

消声器内部流场及温度场的数值分析    李国祥,李娜,王伟,王浩国

天然气/柴油双燃料发动机燃烧排放规律    高青,张纪鹏,王立君,孙志军,孙济美

美国汽车燃料经济性法规评述    颜祥;

汽车标准法规讨论专题之四 国内外汽车排放法规对比分析    汪卫东

结构与非结构网格之间的转换及应用    张敏;盛颂恩;黄庆宏;刘晶;

生物质气发动机工作过程的数值模拟及试验研究    张强

4SH-N天然气发动机工作过程优化及排放控制    杨立平

火花点火天然气发动机燃烧过程的多维数值模拟研究    沈国华

车用液化石油气(LPG)特性与改装部件功能(综述)    王继先,潘忠杰,冯能莲,蔡曾华

哈尔滨市环境空气污染指标变化趋势分析    吴昊,王昕,刘文哲

聊城市春季交通源大气污染特征分析    王岩;吴建杰;

利用排气再循环降低轻型车NO_x排气污染物    徐百龙,郭英男,谭满志,刘金山,姜立永

电控天然气/柴油双燃料发动机的研究    夏渊,张欣,周希德,胡准庆

汽车排放法规的发展历程和技术对策    王长宇,黄英,葛蕴珊,张付军,郝利君,孙业保

两用燃料夏利车排放测试分析    孟磊

双燃料发动机电控多点顺序喷射系统开发研究    姜丽,王春发,张幽彤

非道路用柴油机与车用重型柴油机排放标准相关性研究    谭建伟;葛蕴珊;李文祥;张世鹰;

车用乙醇汽油加MAZ添加剂的应用研究    钟科;韩秀坤;张学敏;尚煜;

电控技术在天然气发动机上的应用    滕勤;左承基;

石家庄市机动车尾气排放状况分析    孙冬梅;姜静;

DF11型内燃机车产生噪音的机理分析及降噪措施    周聚会;

汽车排气消声器声场和流场数值仿真分析    毕嵘;刘正士;赵虎;秦光宇;

轿车用直喷柴油机缸内工作过程CFD分析    王宝林;邓帮林;李军成;许胜利;冯仁华;

汽车排气催化转化器技术及应用    陈士力;

柴油机氮氧化物排放预测研究    胡伟;李幸丹;

LPG发动机的排放性能研究    苏菱;

并联内插管双室扩张式消声器的传递矩阵研究    黄其柏;张永波;柳占新;胡溧;

CA7136威姿轿车欧Ⅲ排放的标定    王昊;武斐;袁忠庄;

管土耦合边界下海底悬跨管道涡激振动研究    艾尚茂

三效催化转化器长寿低排放机理及性能优化研究    蔡皓

旋转式连续微波再生微粒捕集器再生机理及结构优化研究    王曙辉

松科1井复杂地层取心钻具及泥浆优化设计和应用研究    孟庆鸿

轿车柴油机微粒捕集器工作过程数值模拟及再生控制策略研究    张辉

汽油机动力总成系统匹配标定及优化研究    赵弘志

基于整车性能的高压共轨柴油机燃烧系统开发与控制    李德刚

海洋工程中小尺度物体的相关水动力数值计算    吕林

YC6T柴油机进排气系统性能仿真及优化研究    崔洪江

汽油机进气混合O_2/CO_2的燃烧机理与性能研究    姚春玲

车用柴油机冷EGR温度控制系统的研究    张坤

高压共轨柴油机电控系统设计开发研究    郑子元

TBD234柴油机缸内燃烧模拟及排放预测    张万煌

某16V型柴油机相继增压性能分析    李琦

紧凑式SCR净化消声装置设计与仿真研究    尹和俭

多功能燃烧弹的研究    田文凯

柴油/天然气双燃料发动机性能模拟研究    尹佳

4G94D4发动机电喷系统台架匹配试验研究    方立辉

柴油机欧IV控制策略的研究    王书庆

低热值气体燃料发动机的试验研究    单冲

大型船舶主机废气热能回收装置的热平衡分析    金春日;马捷;刘涛;

CNG汽车发动机电控系统开发及匹配研究    李西秦,黎苏,黎晓鹰

发动机热平衡仿真研究现状与发展趋势    俞小莉,李婷

ZL50GH高原沙漠型特种轮式装载机——一种全新配置的高原适应型施工设备    殷琳 ,胡传正,马新峰,王新梅

燃气发动机废气余热的回收利用    陈键材;谢作旺;郭景芳;蒋晶晶;张丽萍;

汽车废热发电系统中喷管的流速场数值模拟    杨智博;杨欣;杨嘉祥;

利用汽车发动机余热的溴化锂吸收式制冷研究    周东一;石楚平;袁文华;肖飚;

汽车余热空调的研究现状    杨培毅,程林

天然气发动机驱动制冷系统及发动机余热的利用技术    许鹰,秦朝葵

488可调增压天然气发动机的模拟计算    王舜琰,郝利君,成森,张焕新,孙业保

不同类型的天然气发动机燃烧和排放特点    苌转;周斌;邵晓杰;于超;

大马力天然气发动机工作过程数值模拟及分析    李春节

发动机热平衡试验系统开发    黄鑫

柴油机热平衡数值仿真与试验研究    王迟宇

公交车用天然气发动机国产化的层次分析法研究与规模化应用    窦宝华

天然气发动机技术发展研究    王珂,张幽彤

汽油机工作过程数值模拟的研究进展    王桂芝,赵长禄

富氧条件下钯催化剂上氢气还原氧化氮微观反应动力学研究    杨剑斌,付桂芝,王树东,吴迪镛

内燃机缸内流场数值模拟研究现状及发展    沈建平

车用柴油机电控燃油喷射系统分析    王桂华,谭丕强,陆辰,李国祥,陆家祥

柴油—天然气发动机电控气体燃料喷射技术的研究    李国岫

车用天然气发动机技术与性能研究    宋钧,张武高,黄震

汽油机燃烧循环变动表征参数的探讨    程勇,王建昕,庄人隽,杨涛,吴波,张立梅

内燃机进气过程多维数值模拟的研究    罗马吉,黄震,蒋炎坤,陈国华

天然气发动机,新型绿色动力    刘凯,彭立新,邱霞

氢燃料发动机燃烧与优化控制    杨振中

降低车用稀燃汽油机有害排放物NO_X的排气再循环的研究    邱先文

电控喷射稀燃天然气发动机的关键技术研究    窦慧莉

低散热压缩着火天然气发动机燃烧过程的试验研究    张德福

CNG发动机工作过程数值模拟    温苗苗

车用直喷式柴油机燃烧过程的多维数值模拟研究    焦运景

内燃机气道稳流试验中里卡多涡流比R_s的计算    王向东;

中小功率柴油机冒黑烟原因的探讨    杨志月,王义群,朱本绪

直喷式燃烧室柴油机基本因素对其性能的影响    松井幸雄;祝玉文;

涡流比对柴油机NO_x排放的影响    肖民;祁爱英;

采用简化燃烧室研究柴油机缸内流动    宋金瓯;姜泽军;姚春德;刘义克;

浅析涡流技术与直喷式燃烧室的结构型式对柴油机排放的影响    朱玲玉;

12V190ZC型柴油机进排气道试验研究    黄贤斌,朱梅林

可变涡流进气系统及其在直喷式汽油机中的应用    赵慧,杨延相,冯适,刘圣华,周龙保

进气座圈内径对直喷柴油机气道进气性能影响的试验研究    张红升,葛林江,王文伟,李兴峰

全自动气道稳态试验系统设计    于吉超;刘德新;冯洪庆;刘书亮;

UG正向建模在柴油机缸盖气道开发中的应用    杜义远;庞祖高;

气道试验台及4种评价方法介绍    户冬;

进气涡流对车用直喷式柴油机微粒排放的影响    刘忠长;刘巽俊;许允;

非道路用柴油机进气压缩过程数值模拟    罗马吉;文醉;向梁山;

电控组合泵柴油机达欧Ⅲ排放的性能优化方向    赵洪江;

正交试验设计方法在柴油机燃烧系统参数仿真优化中的应用    余宏峰;杨尚丽;

Z170系列渔船柴油机的改进与发展    李宗立;刘清明;

CFD在现代柴油机进气道开发中的应用    张宏飞;王必璠;

计算流体力学CFD在柴油机开发中的应用    余皎;

降低车用柴油机有害排放物的试验研究    殷亮;

基于整车性能的高压共轨柴油机燃烧系统开发与控制    李德刚

舰用大功率柴油机低负荷性能研究    常汉宝

柴油机超多喷孔预混合燃烧研究    缪雪龙

可控进气涡流柴油机油—气—室优化匹配研究    王贵新

YC6T柴油机进排气系统性能仿真及优化研究    崔洪江

高效低污染非道路卧式柴油机关键技术研究    雷基林

满足国Ⅳ排放标准压缩天然气发动机燃烧过程的研究    司鹏鹍

高速直喷柴油机混合气形成动态特性及其对燃烧过程的影响    田维

高性能大功率天然气发动机燃烧系统开发研究    李树生

增压稀燃电控预混合LPG发动机关键技术研究    曲大为

基于结构参数的柴油机进气道优化设计    王恩浩

四气门柴油机汽缸盖进气道性能一致攻关    王春风

柴油机可变涡流进气系统流动特性的数值仿真研究    信曦

根据压缩终了缸内流场对进气系统的评价方法    孙平

YC4110ZQ直喷式柴油机性能优化与排放控制的试验研究    陈烜

缸内流场结构对天然气发动机性能影响的模拟研究    张波

柴油机进气道稳流试验研究及气体流动仿真    孙则强

柴油机燃烧火焰浮起长度的研究    孙旭阳

柴油机进气道对颗粒排放影响的仿真研究    陈悦

H12V190ZLT型高增压、稀燃天然气发动机的设计开发    李全武