大缸径低速二冲程船用柴油机喷油参数的仿真及优化

发布时间：2025-05-29 04:10

　　 利用Converge软件建立大缸径低速二冲程船用柴油机三维仿真模型,分别探究油束水平夹角、水平旋转角度、竖直旋转角度对其燃烧及排放的影响,并结合微种群遗传算法对包括燃油喷射方向、喷孔直径、喷油压力等喷油参数进行优化研究.研究结果表明,燃油喷射方向主要影响缸内混合气的分布.通过微种群遗传算法优化,优化喷油参数后的算例相比于原机算例,NOx排放降低29.91%,指示燃油消耗率仅增加0.74%,表明综合优化大缸径低速二冲程船用柴油机喷油参数对降低排放具有一定的潜力.

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【部分图文】：

图1 柴油机三维实体模型及喷油器轴线位置

本研究利用Converge仿真平台，建立大缸径低速二冲程船用柴油机三维仿真模型，如图1所示．三维实体模型为单缸柴油机，将气缸中心线设置为z轴，气缸盖下表面定义为xy平面，气缸盖下表面与气缸中心线的交点设置为坐标原点．喷油器轴线位置如图1中暗红色圆点所示，图中环形蓝色箭头的起始处为....

图2 三维模拟结果与试验结果对比

为了验证基于以上参数的仿真模型的可信度，同时考虑到低速二冲程柴油机大尺度大空间的特点，经网格适应性分析，综合计算精度与计算时间要求，本模型采用4cm基础网格结合2级固定加密2级自适应加密的网格策略，最小网格尺寸为2.5mm，最大网格数为699420．缸内压力和放热速率的三维....

图3 油束水平夹角示意

图4为不同油束水平夹角下NOx和指示燃油消耗率的变化趋势，随油束水平夹角的增加，NOx排放呈先增加后降低再升高的趋势；指示燃油消耗率则呈现先降低后上升再下降的趋势．图4油束水平夹角对NOx和指示燃油消耗率的影响

图4 油束水平夹角对NOx和指示燃油消耗率的影响

图3油束水平夹角示意原机算例喷油时刻为362.13°CA，故以图片展示喷油时刻后的数据开展相关研究．图5和图6为不同油束水平夹角下的缸内压力和放热速率的曲线．图7选择363.5°CA、367.5°CA、371.5°CA、375.5°CA4个曲轴转角研究不同油束水平夹角下的燃空....

本文编号：4048704