基于低温燃烧理论的柴油机燃烧系统参数协调控制研究

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1、基于低温燃（申请工学硕士学位论文）烧理论的柴油机燃基于低温燃烧理论的柴油机燃烧系统烧系统参数协调控制研究参数协调控制研究培养单位：汽车工程学院学科专业：动力机械及工程李雪研究生：李雪飞飞指导教师：肖合林副教授武汉理工大学2014年5月万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目基于低温燃烧理论的柴油机燃烧系统参数协调控制研究英文TheStudyofDieselEngineParametersCoordination题目ControlBasedonLow-TemperatureCombustionTheory研究生姓名李雪飞姓名肖合林职称副教授学位博士指导教师

2、单位名称武汉理工大学邮编430070申请学位级别工学硕士学科专业名称动力机械及工程论文提交日期2014年4月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014年5月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了

3、解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权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。本人授权武汉理工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、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期万方数据摘要柴油机作为一种高效低能耗的动力装置，在汽车、船舶、重型机械等领域有着广泛的应用。为了有效地控制柴油机的燃烧排放，低温燃烧作为一种新型燃烧方式孕

4、育而生，近年来受到学者广泛地关注。低温燃烧方式主要通过提高柴油机缸内混合气质量和降低缸内燃烧温度来实现，达到降低柴油机NOX与Soot排放的目的。本文基于低温燃烧理论，综合实验研究结果，利用AVL-Fire数值模拟软件，对柴油机的燃烧控制参数进行了一个系统的研究。分析了柴油机主要控制参数EGR率、喷油时刻、燃烧室加限流沿等情况对柴油机燃烧过程和排放物的影响。以Auto-CAD为工具设计二维柴油机燃烧室形状，并导入AVL-Fire数值模拟软件中划分网格，建立模型模拟柴油机燃烧过程并与实验值进行校对完善计算模型，利用改善后的模型分析了多个工况下柴油机的燃烧过程与排放性能，

5、对比分析得出以下结论。1）随着EGR率的增大，缸内最高压力和最高温度会有一定的下降，燃油滞燃期增长，Soot排放值明显上升，但NOX排放值得到很大改善。大EGR率混合气浓度明显降低，滞燃期延后，缸内燃烧最高温度与压力下降，NOX的排放得到很好控制。2）喷油定时对柴油机燃烧与排放影响巨大。上止点后喷油时，喷油定时会推迟，使缸内温度降低，燃油滞燃期增大，易形成浓混合气体，Soot排放值上升。同时预混合阶段燃烧放热量减少，扩散燃烧阶段放热量增大，导致缸内平均温度增大，NOX排放增加。3）燃烧室限流沿能够使燃油形成二次射流从壁面剥离，增大燃油的空间分布，提升混合气形成质量。增

6、大限流沿高度，可以同时降低缸内最高燃烧温度与NOX，但HC和Soot的排放值增加。4）限流沿位置处于喷油锥角155°CA喷射方向的燃烧室侧壁时，能够很好的降低缸内最高温度和NOX排放量，部分燃油因二次溅射进入余隙容积，导致Soot的排放值增大。综合上述结论，可以得出：大EGR率能够有效的降低缸内燃烧温度，使NOX的排放降低；但随着EGR率的增大，Soot的排放会升高；上止点后喷油时，喷油时刻过晚，NOX和Soot的排放会增加；增加限流沿可以改善混合气质量，限流的高度和位置控制在一个合适的范围会同时降低NOX和Soot的排放。关键词：柴油机，低温燃烧，控制参数，排放I万

7、方数据AbstractDieselengineshavebeenintensivelyusedinallkindsoffieldsincludingvehicleandshipasahighefficiencyandlow-energytool.Inordertocontroldieselengine’semission,Lowtemperaturecombustion(LTC)asanewcombustionprocesscomesforthinrecentyears,arousingtheattentionofinternationalanddo