非道路用甲醇发动机的缸内燃烧的数值模拟研究

发布时间：2025-07-02 05:09

　　随着大气污染与能源危机的日渐严重,寻求多元化高效清洁发动机替代燃料备受重视。甲醇燃料是驱动非道路能源利用行业脱碳最有前途的替代方案之一,并最终有助于应对气候变化。当甲醇燃料应用于道路用(即车用)发动机时,车用发动机的工况经常处在中低负荷,且工况较为复杂,使甲醇的低热值对车用发动机的性能影响很明显,同时车用发动机的瞬态负荷变化快,而甲醇发动机瞬态响应速度却较低。但是,非道路用发动机(如发电机)却长期稳定在高负荷至全负荷工作,这就极大地规避了甲醇燃料由于含氧导致的热值低对发动机在中低负荷工作时性能的影响,有效地规避了甲醇燃料热值低的弱点。本文以玉柴YC6M系列重载直喷式点火发动机和相应的发动机台架试验数据为基础,采用数值模拟方法对甲醇及甲醇与柴油混合燃料的性能、燃烧和排放特性进行了预测和分析。研究了甲醇在甲醇/柴油混合燃油中的作用,并且发现随着甲醇掺入比例的增加,有效地减少了碳烟(Soot)的排放,因此提出了甲醇发动机在非道路用发动机方面的应用。此外,对甲醇发动机的NOx排放控制策略进行了分析和优化,本文经研究发现,较大负荷时,混合燃料的甲醇质量分数适合控制在40%以内。此时发动机的NOx排...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-2FIRE数值计算流程图

力和成本[41]。但是，使用适当的数学建模和数值模拟是预测非道动机的近似性能的非常有效的方法。从二十世纪中叶开始，随着电子计算机的出现，计算机的软硬件也发展，计算机的计算速度得到了很大提高。随着计算机技术的进步动力学（ComputationalFluidDynamics，简称....

图1-3研究目的及意义逻辑流程图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文本文围绕非道路用甲醇发动机的喷雾破碎燃烧过程，进行数值仿真建模以及性能优化[42,43]，探讨、分析及预测非道路用甲醇发动机在高海拔条件下应用的可行性，尤其是非道路用甲醇发动机的高海拔适用性研究。1.4课题主要研究内容本研究依托与广西玉柴机器股份....

图2-1YC6M420L-D30发动机原型机

机的多个关键参数进行校核和修正，确保计算仿真的可非道路用甲醇发动机的喷雾破碎以及燃烧过程进行模拟算过程中用到的控制方程和数值计算方法进行详细的阐机台架试验用YC6M420L-D30发动机作为参考样机，测试的主要用发动机原型实验台和数据采集系统示意图如图2-1和台布局图详....

图2-2发动机原型机测试台布局

图2-2发动机原型机测试台布局台架测试系统包括发动机原型机，发动机电子控制单元（ECU），发动机数据采集和处理软件以及试验校准系统。表2-2中提供了详细的发动机参数。设定测试条件以研究每个负载点的额定功率、性能和燃料消耗。我们使用模拟平台来研究整个发动机气缸中的喷雾、混合....

本文编号：4055286