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1、噴油策略對(duì)柴油機(jī)燃燒影響的可視化研究靳森嘉2015年1月中圖分類號(hào)：TK421.2UDC分類號(hào)：621.4噴油策略對(duì)柴油機(jī)燃燒影響的可視化研究作者姓名靳森嘉學(xué)院名稱機(jī)械與車輛學(xué)院指導(dǎo)教師劉福水教授答辯委員會(huì)主席駱清國(guó)教授申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)動(dòng)力工程及工程熱物理學(xué)位授予單位北京理工大學(xué)論文答辯日期2015年1月VisualizationinvestigationontheinfluenceofinjectionstrategyinthecombustionofdieselengineCandidateName:JinSenjia
2、SchoolorDepartment:SchoolofMechanicalEngineeringFacultyMentor:Prof.LiuFushuiChair，ThesisCommittee:Prof.LuoQingguoDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:PowerEngineeringandEngineeringThermophysicsDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January,2015研究成果聲明本
3、人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是我本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作獲得的研究成果。盡我所知，文中除特別標(biāo)注和致謝的地方外，學(xué)位論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得北京理工大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)所使用過(guò)的材料。與我一同工作的合作者對(duì)此研究工作所做的任何貢獻(xiàn)均已在學(xué)位論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。特此申明。簽名：日期：北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要研究表明分段噴射能夠有效降低柴油機(jī)燃燒噪音和顆粒排放，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能減排具有重要意義，但其作用機(jī)理還不明確。雙色法作為內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷的可視化測(cè)試方法之一，
4、具有不干擾燃燒、實(shí)時(shí)測(cè)量和簡(jiǎn)單可靠等特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)40多年的探索研究，已被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛應(yīng)用于柴油機(jī)火焰溫度和碳煙濃度分布的測(cè)量，并日趨成熟。本文首先系統(tǒng)介紹雙色法的基本原理，并對(duì)波長(zhǎng)的選擇，KL因子的物理意義等問(wèn)題進(jìn)行了解釋。然后詳細(xì)介紹光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)雙色法測(cè)試系統(tǒng)，自行開(kāi)發(fā)了雙色法圖像處理軟件并實(shí)現(xiàn)雙色法程序的界面操作，進(jìn)行了試驗(yàn)前的油量標(biāo)定、相機(jī)標(biāo)定和雙色法程序驗(yàn)證工作。試驗(yàn)用光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)可以在1200r/min的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，采用電控高壓共軌噴射系統(tǒng)，噴射壓力和波形靈活可調(diào)，是實(shí)現(xiàn)不同噴油策略的基礎(chǔ)。在光學(xué)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上，結(jié)合雙色法分析
5、了預(yù)噴對(duì)柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒的影響，結(jié)果表明，在試驗(yàn)設(shè)計(jì)的條件下，隨著預(yù)、主噴間隔角的增加，缸內(nèi)燃燒壓力的峰值增大；增加預(yù)噴油量所占比例有利于降低缸內(nèi)壓力升高率，減小燃燒噪音。隨著預(yù)、主噴間隔角的減小或預(yù)噴油量比例的增加：滯燃期縮短。隨著預(yù)、主噴間隔角的增加，燃燒過(guò)程后期缸內(nèi)碳煙氧化速度減緩。隨預(yù)噴油量比例的增加，碳煙氧化速度變化不大。預(yù)噴時(shí)刻和油量比例應(yīng)充分優(yōu)化：間隔太長(zhǎng)或油量太少，則預(yù)噴不能起到預(yù)熱主噴燃油的目的，而過(guò)小的預(yù)噴間隔或過(guò)大的油量又會(huì)造成主噴射油束因卷吸過(guò)多的預(yù)噴燃燒產(chǎn)物而處于富油缺氧狀態(tài)，燃燒性能急劇惡化，造成碳煙大量
6、產(chǎn)生。同時(shí)，結(jié)合雙色法分析了后噴對(duì)柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒影響。結(jié)果表明，后噴的存在使溫度分布和KL因子總量分布出現(xiàn)雙峰。隨后噴油量比例的增加，最高燃燒壓力降低。同一曲軸轉(zhuǎn)角下，隨著后噴油量比例不斷增加，總KL因子數(shù)呈先增加后減小的趨勢(shì)，且當(dāng)后噴油量比例較大時(shí)，總KL因子數(shù)變化不大。碳煙后期氧化速率隨主、后噴間隔角的增加而加快。后噴時(shí)刻和油量比例應(yīng)充分優(yōu)化：使后噴油束的射流作用促進(jìn)缸內(nèi)混合氣的湍流擾動(dòng)，同時(shí)后噴燃油的燃燒放熱提升了缸內(nèi)溫度，從而提高了碳煙的氧化率，降低了其最終排放量。關(guān)鍵詞：雙色法；噴油策略；碳煙；火焰溫度I北京理工大學(xué)碩士
7、學(xué)位論文AbstractPreviousstudieshaveshowntheuseofsplitinjectioncaneffectivelyreducethecombustionnoiseorreduceparticulateemissionsindieselengines,whichshowssignificantimportanceforenergyconservation,butthemechanismisfarfromknown.Asanopticalmethodofcombustiondiagnostics,two-
8、colormethodbearsthecharacteristicsofnointerferencetoburning,real-timemeasurementandsimplicityandreliability.After40yearsofex
