柴油机燃烧室及喷油系统多参数优化匹配研究

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1、柴油机燃烧室及喷油系统多参数优化匹配研究徐丹2015年6月中图分类号：TK4UDC分类号：621柴油机燃烧室及喷油系统多参数优化匹配研究作者姓名徐丹学院名称机械与车辆学院指导教师杨青副教授答辩委员会主席骆清国教授申请学位工程硕士学科专业车辆工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月Multi-parametersOptimizationMatchingStudyofDieselEngineCombustionChamberandFuelInjectionSystemCandidateName：Xu,DanSchoolorDepartment

2、:SchoolofMechanicalEngineeringFacultyMentor:AssociateProf.Yang,QingChair,ThesisCommittee：Prof.Luo,QingguoDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：VehicleEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：10/6/2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，

3、文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要为了满足机动车国V排放法规，并实现燃油经济性的提高，本文采用数值模拟的手段对某型柴油机燃烧室及喷油系统参数进行联合仿真分析，得出各参数对发动机性能的影响规律，以机动车国V排放标准中PM限值为约束条件，以降低有效燃油消耗率为优化目标，采用改善内燃机燃烧过程为核心的机内净化

4、技术，再通过机外排气后处理降低NOX排放，对燃烧室及喷油系统各参数进行了优化匹配，提出了一套低排放经济型柴油机燃烧系统的多参数匹配方案。本文利用发动机整机性能仿真软件DIESEL-RK建立了一台增压柴油机仿真计算模型，并进行了试验验证。对燃烧室开口直径、双唇直径及凹坑深度进行了多参数仿真计算，探究了各参数对发动机性能的影响规律，并通过对放热率、燃油分布、可视化喷雾发展特性的分析，得出各参数影响规律的作用机理。优选得到标定功率条件下的燃烧室最佳几何参数，通过对原模型及优化模型放热率的对比分析，发现采用优化模型的发动机性能提高的原因在于其燃烧速度快，燃烧持

5、续期短，热量的利用率高，膨胀损失小。通过对喷油器结构的仿真计算，得出最佳孔数、孔径为6×0.23mm，喷孔锥角（单侧）为74°。多次喷射策略优化结果为：主喷正时12°CABTDC，预喷油量2mg，主预喷间隔6°CA。最终的优化方案相对原模型功率增加了5.58kW，有效燃油消耗率降低了3.35g/kW.h，PM排放量降低0.01706g/kW.h。关键词：柴油机；数值模拟；燃烧室；喷射策略；优化I北京理工大学硕士学位论文AbstractInordertosatisfyChinaVemissionregulationsofmobilevehicle,and

6、torealizetheimprovementoffueleconomy.Thepapermakessimulationcalculationofdieselenginecombustionchamberandfuelinjectionsystemparametersbymeansofnumericalsimulation,concludingtheinfluencelawofvariousparametersontheengineperformance.Byanalysisingtheinfluencelawoftheseparametersonen

7、ginepower,fueleconomyandemissions,makingPMlimitofChinaVemissionregulationsofmobilevehicleastheconstaintconditions,thenmakingthereduceofthebrakespecificfuelconsumptionasthegoalofoptimization.Adoptingtheinternalpurificationtechnologybyimprovingcombustionprocess,thenthroughtheexhau

8、staftertreatmentreducetheNOXemission,thecombust