非标柴油/二甲醚混合燃料在增压柴油机上的应用研究

摘要

本文根据非标柴油，二甲醚混合燃料特殊的理化性质，对4100QBZL增压柴油机的低压燃料供给和喷射系统进行设计与改造。保证了非标柴油，二甲醚混合燃料发动机的正常工作。通过对混合燃料的互溶性、粘度、低热值实验研究，确定了D30、D50混合燃料作为研究对象。
　　 利用FIRE软件对柴油机的燃烧室进行了建模和网格划分，对进气门关闭到排气门开启期间的燃烧过程进行模拟。通过对比分析模拟数据与实验数据，验证了模型的正确性。研究分析了燃烧持续期内三种发动机的燃料浓度场、燃烧室内气体的温度场、Nox生成的浓度场以及碳烟生成浓度场的变化和分布情况。分析结果表明：在喷油持续期的后期混合燃料的雾化状况良好，可满足发动机的工作要求；Nox和碳烟排放降低，可实现清洁燃烧，为非标柴油，二甲醚混合燃料在发动机上的应用提供理论依据。
　　 在发动机试验台架上分别进行燃用0＃柴油、非标柴油／二甲醚混合燃料的台架试验，对比研究了三种燃料在增压中冷柴油机上的动力性能、经济性能、排放性能、以及缸内燃烧特性。综合考虑发动机的各项性能指标最终选用D50混合燃料作为最佳非标柴油，二甲醚掺混比例。在此基础上，对D50发动机的供油提前角进行了优化，对比分析了D50发动机在120℃A、14℃A、16℃A三种供油提前角下发动机的动力性能、经济性能、排放性能以及缸内燃烧特性。综合考虑发动机的各项性能指标最终选用140CA作为D50混合燃料发动机的最佳供油提前角。
　　 在上述研究的基础上本文在D50发动机上加装了带有冷却装置的EGR系统。研究了D50发动机在多个EGR率下的动力性能、经济性能、排放性能以及缸内燃烧特性。并通过研究对比，得到了试验工况下的最佳EGR率。

目录

第一章 绪论

第二章 非标柴油/二甲醚混合燃料

第三章 混合燃料发动机燃烧喷雾的模拟

第四章 非标柴油/二甲醚混合燃料对发动机性能的试验分析

第五章 供油提前角变化对于混合燃料发动机性能的影响

第六章 EGR系统在混合燃料发动机上的试验研究

第七章 工作总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文及参与项目

声明