甲醇-柴油双燃料内燃机缸内气流运动对碳烟排放的影响

摘要

柴油机碳烟排放量大是其致命弱点。随着替代燃料应用越来越广,双燃料柴油机碳烟排放问题也逐渐被重视起来,甲醇-柴油双燃料内燃机就是其中一种。柴油机缸内气流运动对其性能有着重大影响,因为缸内气体的流动直接影响其进气、压缩、燃烧和做功过程。同时缸内气流运动对柴油机碳烟排放也是有着很大的影响。本论文就是研究甲醇.柴油双燃料内燃机缸内气流运动对其碳烟排放的影响。主要步骤如下:
　　 (1)用Pro/E软件对柴油机进行三维实体造型,导出模型的IGES格式文件;(2)用Pro-surf生成模型的表面网格;(3)用ES-ICE生成模型的全部计算网格,初步设定初始条件和边界条件;(4)将网格和设定条件导入Pro-star,设定模拟参数并保存模型文件和问题文件。开始计算并进行模型验证。(5)设定不同的工况,重复计算并对结果进行对比分析;(6)找出气流运动对双燃料柴油机碳烟排放的影响规律;(7)利用最佳工况条件进行模拟,验证结果正确性;(8)总结降低双燃料柴油机碳烟排放的方法。
　　 对模拟结果进行对比分析知道:进气过程缸内形成的涡流和滚流以及压缩过程形成的挤流和逆挤流都能降低双燃料内燃机碳烟排放。进气压力很大时,过量空气降低碳烟排放的作用超过了缸内气流运动,并不会因为湍流强度稍微降低而增加碳烟排放。适当增加发动机转速可以增强缸内气流的湍流运动,同时降低双燃料内燃机的碳烟排放;但转速过高会导致碳烟氧化不完全,碳烟排放反而会更高。