基于共轨系统优化多次喷射以改善冷起动性能的研究

摘要

柴油机作为效率最高的热力发动机在国民经济各个领域和军事装备中得到了广泛的应用，但冷起动困难的问题在一定程度上制约了柴油机的应用范围，尤其是在我国北方地区，柴油机的冷起动性能越来越引起人们的重视，所以冷起动性能也是柴油机的重要指标之一。如果在低温下柴油机不能起动或不能可靠地起动，不仅会降低柴油机的使用率，而且还会给使用者带来诸多不便甚至会延误时机带来重大损失。尤其对诸如军用车辆、消防车辆等特种车辆用的柴油机的低温起动性能有更严格的要求。因此研究柴油机的冷起动性能具有重要经济价值和军事价值。
　　早在之前，国内外相关学者对柴油机的冷起性能等相关问题进行过部分研究，大量实验证明:空气与柴油混合形成的可燃混合气体必须满足一定的计量比、可燃混合气需要达到相应的温度条件及着火温度要持续一段时间间隔是柴油机冷起动必须具备的基本条件。
　　大量研究表明，冷焰、蓝焰、热焰三个阶段为烃类在燃烧室内自发的着火过程。喷入缸内的燃油将在缸内温度达573～773K时产生冷焰，释放的热量进行累积，同时活性分子浓度也进行积累，达到足够程度时产生爆炸性燃烧，因此冷焰可以提高可燃混合气的浓度和温度，有利于柴油机起动。
　　本文的研究就是通过优化多次喷射以充分利用冷焰的效果。首先利用simulink建立发动机的纯压缩模型，来模拟出缸内工质的温度;其次根据模拟计算的温度找出冷焰发生所对应的曲轴转角的区间;最后设置多次喷射的喷射正时，让预喷射落在冷焰发生的曲轴转角内以利用冷焰来改善柴油机的冷起动性能，同时在冷起动试验室来验证冷起动的效果。
　　通过本文的研究工作，可以为柴油机的冷起动优化提供一个优化方法，具有良好的应用前景和推广价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 柴油机冷起动过程及存在问题

1．2 柴油机冷起动研究国内外现状与发展

1．3 本文主要研究工作

第二章 柴油机冷起动原理与过程

2．1 柴油机的燃烧过程

2．2 柴油机燃料的着火条件

2．3 影响柴油机冷起动困难的因素

2．4 烃类的着火过程分析

2．5 冷起动优化策略

第三章 柴油机燃烧模型建立与仿真

3．1 模型建立的理论依据

3．2 模型建立

3．3 应用软件简介及程序设计流程

3．4 模型仿真与结果

第四章 冷起动试验研究及结果分析

4．1 试验目的与意义

4．2 试验设计

4．3 试验环境与条件

4．4 试验结果与数据分析

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢