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基于FIRE的PFI氢发动机喷氢时刻及喷孔位置的模拟研究
| 论文题名： | 基于FIRE的PFI氢发动机喷氢时刻及喷孔位置的模拟研究 |
| 关键词： | 氢发动机;喷氢时刻;喷孔位置;混合气质量;燃烧特性 |
| 摘要： | 氢气具有燃烧速度快、着火界限宽、点火能量低等特点，因此成为新能源研究的一个热门。同时氢发动机依然面临着很多的问题，比如容易出现回火、早燃、爆燃等异常燃烧现象。由于混合气形成的结果对发动机是否发生异常燃烧起着重要的作用，且混合气形成质量的好坏直接影响燃烧质量与排放，因此把握氢内燃机的混合气形成规律、并通过改变不同结构参数和运转参数优化混合气的形成过程十分重要。 本研究使用了 AVL-Fire软件来进行模拟计算，以嘉陵 JH600发动机为原型，使用 Pro/E软件建立了三维仿真模型，导入 Fire软件中进行数值模拟的计算。通过选取不同的喷氢时刻和喷孔位置，对怠速（1000r/min）、最大扭矩转速（4500r/min）、最大功率转速（6000r/min）三种转速下的发动机喷氢及燃烧过程进行模拟计算，基于对混合气形成和燃烧过程的模拟，根据获得的发动机缸内参数的分布规律，从混合气的均匀性和抑制异常燃烧的角度对发动机混合气的形成质量进行合理评价；根据点火后缸内的压力、温度以及 NO质量分数的曲线对发动机的燃烧特性进行分析。 研究表明：喷氢时刻过早，缸内的混合气均匀性较差；喷氢时刻过晚，缸内的混合气浓度较低；在喷氢时刻为414°CA时，发动机的混合气质量较优。同时通过对喷孔位置的研究表明，喷孔位置离气缸过远，会导致进气道内氢气残余量增加，不利于缸内的燃烧，而且高湍动能的混合气距离排气门较近，容易发生早燃的现象。因此可以得知，在喷孔为鼻梁位置、喷氢时刻为414°CA时，发动机的混合气质量和燃烧特性较优，且有利于抑制异常燃烧的发生。 |
| 作者： | 王庆铎 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 尚宝平;杨振中 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北水利水电大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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