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《船用低速二沖程柴油機性能仿真研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文船用低速二沖程柴油機性能仿真研究SimulationonPerformanceofMarineLow-speedTwo-strokeDieselEngine學(xué)科專業(yè)：動力機械及工程研究生：安世佳指導(dǎo)教師：陳銳教授天津大學(xué)機械工程學(xué)院2017年12月摘要隨著世界范圍內(nèi)對船舶需求的增加，船舶發(fā)動機排放污染問題日趨嚴重，國際海事組織制定了更加嚴格的NOx排放法規(guī)。由于船用低速二沖程柴油機試驗成本昂貴，本文通過一維和三維仿真軟件開展了發(fā)動機主要參數(shù)、EGR和噴油策略對排放的影響研究，探索滿足TierⅢ排放法規(guī)的技術(shù)路線?；贕T-Power搭建了一維仿真模型，研究了發(fā)動機掃
2、氣參數(shù)（包括增壓壓力、掃氣口面積、排氣門關(guān)閉定時）、噴油定時和進氣成分對發(fā)動機NOx排放、燃油消耗及動力輸出的影響。結(jié)果顯示：提高增壓壓力可以改善輸出功率，降低燃油消耗，但是會使NOx排放升高；減小掃氣口面積或者推遲排氣門關(guān)閉定時能夠降低NOx排放，但是均不能達到IMO排放法規(guī)限值。提前噴油正時不能降低NOx排放，但可以改善發(fā)動機的燃油消耗；而推遲噴油正時能夠降低一定的NOx排放，但不能滿足法規(guī)限值且燃油消耗和動力輸出惡化。EGR是本文研究范圍內(nèi)唯一可以直接實現(xiàn)降低NOx排放至TierⅢ排放法規(guī)限制的措施，但是存在燃油消耗率增加較多的問題，其中25%EGR率在滿足TierⅢ排放限值基礎(chǔ)
3、上油耗增加最少。為了獲得更加準確的模擬結(jié)果，基于Converge軟件建立三維仿真模型，開展了25%EGR率條件下不同噴油策略（預(yù)噴射、后噴射和順序噴射）和噴油器參數(shù)（噴油定時、噴油器位置）對發(fā)動機NOx排放及燃油消耗的影響研究。結(jié)果顯示：預(yù)主噴間隔為5°CA且預(yù)噴燃油比例為15%、主后噴間隔為5°CA且后噴燃油比例為10%、一次預(yù)噴和一次后噴組合、順序噴射間隔為2°CA、噴油器朝向向上調(diào)整5°等措施均可以滿足TierⅢ排放法規(guī)，且相比僅采用25%EGR率策略燃油消耗降低，其中預(yù)主噴間隔為5°CA且預(yù)噴燃油比例為15%，可以使原機燃油消耗升高最少，僅升高3.56g·(kW·h)-1。綜上
4、所述，采用25%EGR率可使發(fā)動機NOx排放滿足TierⅢ標準，但是燃油消耗升高較多，約為4%~5%。進一步結(jié)合預(yù)噴油策略，可使發(fā)動機排放滿足TierⅢ的基礎(chǔ)上，燃油消耗得到優(yōu)化，使油耗升高下降至2.0%。關(guān)鍵詞：二沖程發(fā)動機模擬，掃氣過程，EGR，噴油策略，噴油器參數(shù)IABSTRACTWiththedemandofshiparoundtheworldincreasing,pollutionfrommarineenginebecomingmoreandmoreserious,IMOhasformulatedstringentNOxemissionregulations.Duetothe
5、hightestcostoflargemarineengines,thispaperstudiestheimpactofmainengineparameters,EGRandinjectionstrategiesonemissionsthroughone-dimensionalandthree-dimensionalsimulationsoftware,andexploresthetechnicalroutetomeetTierⅢemissionregulations.BasedonGT-Power,aone-dimensionalsimulationmodelwasbuilttost
6、udytheeffectsofenginescavengingparameters(includingsuperchargingpressure,scavengingportareaandexhaustvalveclosingtiming),fuelinjectiontimingandintakecompositiononengineNOxemissions,fuelconsumptionandoutputpower.Theresultsshowthatincreasingtheboostpressurecanimprovetheoutputpowerandreducethefuelc
7、onsumptionbutincreasetheNOxemission.ReducingthescavengingportareaordelayingtheexhaustvalveclosingtimingcanreducetheNOxemission,buttheycannotmeetIMOemissionregulations.EarlyinjectiontimingdoesnotreduceNOxemissionsbutworseneng
