基于化学反应动力学的天然气—柴油电控双燃料发动机燃烧模型的研究

摘要

该文在前人研究的基础上对燃料发动机的应用技术和理论模型进行了较为深入的探讨,为中国双燃料发动机发展方向的合理选择提供科学的依据.该文主要内容如下:1.试验研究方面,进行了机械控制式双燃料发动机的试验研究、机电混合控制式发动机的试验研究以及双电控控制式发动机的试验研究.得到了双燃料发动机的主要运行参数对动力性能和排放性能的影响,为双燃料发动机控制策略以及后续理论模型的建立和计算提供了试验依据和数值来源.2.理论方面,提出了基于化学反应的燃烧模型—多组分气相反应系统的化学反应动力学模型,以此进行双燃料发动机的热力学--化学反应动力计算;引燃油燃烧模型,计算引燃油液滴的分布规律和滞燃期,验证引燃油在双燃料发动机燃烧过程中的作用,揭示不同喷油规律对双燃料发动机的影响,确定在不同负荷下的合理引燃油量;爆震模型,揭示爆震与工质能量释放间的关系和影响爆震的各种运转因素,确定合理的爆震依据,减小爆震倾向.最后文章结合试验数据和理论模型计算,利用Matlab处理数据,对影响双燃料发动机性能的各种参数进行了比较分析和优化,得出了试验机型的最佳的运转参数.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2国内外双燃料发动机的研究现状

1.2.1双燃料发动机应用技术的发展

1.2.2双燃料发动机其他技术的研究

1.2.3双燃料发动机燃烧理论模型的研究

1.3课题的研究意义及主要内容

参考文献

第二章双燃料发动机燃烧模型

2.1发动机燃烧模型概述

2.2双燃料发动机燃烧化学反应子模型

2.2.1系统组分的确定

2.2.2化学反应的推导

2.2.3气体燃料的热力学—化学动力学模型

2.3双燃料发动机引燃油燃烧子模型

2.3.1引燃油液滴模型

2.3.2滞燃期的计算

2.4排放模型

2.5爆震模型

2.6湍流燃烧火焰传播分形模型

2.6.1湍流燃烧模型

2.6.2分形概述

2.6.3分形燃烧火焰传播模型

2.7本章小节

参考文献

第三章天然气—柴油双燃料发动机的试验研究

3.1机械控制式双燃料发动机的试验研究

3.2机电控制式双燃料发动机的试验研究

3.2.1柴油供给系统特性

3.2.2机电控制系统中的天然气系统

3.2.3发动机台架试验

3.3双电控制式双燃料发动机的试验研究

3.3.1系统布置及实验方案

3.3.2电控双燃料发动机实验结果与分析

3.4本章小节

参考文献

第四章燃烧模型的验证与应用

4.1燃烧模型的验证

4.1.1燃烧放热率计算

4.1.2燃烧室压力计算

4.1.3排放计算

4.2模型在双燃料发动机上的应用

4.2.1各参数对双燃料发动机燃烧过程的影响

4.2.2双燃料发动机爆震过程分析

4.2.3双燃料发动机排放性能分析

4.2.4天然气节气门角度/压力/天然气供给量分析

4.3本章小节

参考文献

第五章结论与展望

5.1结论与创新

5.2今后工作展望

参考文献

致谢

攻读博士学位期间发表论文及参加的科研项目