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原文传递机车柴油机喷油策略模拟研究

论文题名：	机车柴油机喷油策略模拟研究
关键词：	内燃机车;柴油机;喷油策略;仿真模拟;排放性能
摘要：	随着我国内燃机车数量的逐年增长，在拉动国民经济增长的同时，也带来了不容忽视的环境污染问题。为满足日益严格的排放法规，必须采取切实可行的措施来降低机车柴油机的有害排放。由于柴油机的燃烧过程决定了柴油机的排放性能。因此，改善柴油机综合性能最直接有效的手段就是改善缸内燃烧。　　本文以240ZA型机车柴油机为研究对象，利用数值仿真软件FIRE建立起了该发动机的喷雾燃烧模型，提出了多方案的燃油喷射策略（预喷+主喷、主喷+后喷、预喷+主喷+后喷），通过仿真计算，获得了不同策略下的缸内速度场、温度场以及与燃烧相关的微观场的计算结果。分析了各个喷油策略对柴油机各项性能的影响规律。其主要研究结果有以下几个方面: 　　(1)对于一次预喷射加主喷射的工况，预喷燃油的燃烧可以很好地缩短主喷燃油着火滞燃期，控制主喷时期的燃烧放热率;少量的预喷燃油量（5％循环喷油总质量）结合相对适中的预喷-主喷间隔可以抑制氮氧化物的排放，但是碳烟的排放略有增加。在动力性和经济性方面，预喷策略使比油耗升高，平均有效压力降低，但变动幅值不大。　　(2)对于主喷射加一次后喷射的工况，后喷策略加强了缸内的气体流动，促进了油气混合，有助于降低碳烟排放。但是在后喷燃油量比较大（10％循环喷油总质量）的工况下，后喷燃油会使缸内燃烧恶化，降低燃烧热效率，反而使碳烟排放升高;就动力性和经济性而言，较小的后喷燃油量（3％循环喷油总质量）加上适当的主-后喷间隔(20°CA)在一定程度上还可以优化缸内燃烧，降低比油耗，提高平均有效压力升高。　　(3)对于一次预喷射加主喷射加一次后喷射的工况，此喷油策略可以在不恶化柴油机动力性和经济性的同时，同时降低碳烟和氮氧化物排放，并且使缸内燃油放热柔和，降低压力升高率和燃烧噪声，是一种非常有潜力的喷油方式。
作者：	骆葳
专业：	动力机械及工程
导师：	周斌
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文