柴油机全气缸取样系统改进及微粒生成历程的初步研究

摘要

本文着重介绍了作者改进、重新设计后的全气缸取样系统,并利用该系统对燃烧过程中微粒的生成历程进行了研究.论文研究工作主要内容如下: 1、对取样孔及压力传感器衬套位置进行重新设计加工,在设计过程中利用了Pro-e的三维设计功能,应用细牙螺纹与高温密封胶,保证了压力传感器衬套的密封；对筒刀进行重新设计加工,既保证膜片可顺利折起,又确保膜片不会发生撕裂飞出意外状况.此外,设计搭建了一套稳定、可调的模拟增压中冷装置. 2、建立缸压采集系统,利用该系统一方面可对取样时刻即当量取样角进行精确确定,另一方面可对发动机的燃烧状况进行有效监测. 3、完善了稀释机构,采用电磁阀与流量计对稀释气进行控制,使系统在完成使样气迅速降温、淬灭化学反应的同时,又能准确计算出稀释气量. 4、利用改进后的全气缸取样系统,对不同工况条件下的柴油机燃烧过程中微粒生成历程、微粒形貌、基本粒子成分及化学结构进行了初步研究.实验结果表明,微粒质量浓度曲线呈单峰状,曲线峰值出现在约20℃AATDC,该相位对应于柴油机扩散燃烧阶段；在燃烧后期,约70～80﹪碳微粒被再次氧化,此后微粒质量浓度接近于排放水平.微粒生成过程中形貌呈现出链状结构,链状粒子由直径为20～42nm准球状基本粒子连接而成,其主要由碳元素构成,而碳元素则以无定型碳和微晶碳的形式存在.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.3本文的研究内容

第二章全气缸取样系统改进

2.1概述

2.2单缸柴油机缸盖设计加工

2.3单缸进气系统

2.4取样执行机构改进

2.5稀释系统

2.6本章小结

第三章缸压采集系统及取样时刻的建立

3.1缸压采集系统的建立

3.2取样时刻的确定

3.3本章小结

第四章柴油机颗粒物生成历程研究的初步结果及分析

4.1微粒形成历程曲线及分析

4.2微粒质量形成历程测量的误差分析

4.3微粒形貌及基本粒子粒径研究

4.4颗粒物成分及化学结构的初步分析

4.5本章小结

第五章全文总结和工作展望

5.1全文总结

5.2工作展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢