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1、分类号幽 密级单位代码! Q ! 墨 学号1 11 1 8 0 0 3O 墨座交通戈訾硕士学位论文生物柴油发动机多次喷射参数优化仿真研究研究生姓名：王室慧导师姓名及职称：到建勋夔授申请学位类别王堂亟学位授予单位重废窒遁去堂一级学科名称窒通运捡堂随论文提交日期2 Q ! 垒生垒目3 Q 目二级学科名称载运王县运用王猩论文答辩日期2 Q ! 垒生且兰Q 目2 0 1 4 年6 月9 日S i m u l a t i o no fM u l t i - - t i m e sI n je c t i o nM u l t i - - p a r a m e t e rO p t i m i z a
2、t i o nB a s e do nB i o -d i e s e lE n g i n eAD i s s e r t a t i o nS u b m i t t e df o rt h eD e g r e eo fM a s t e rC a n d i d a t e ：W a n gW e n h u iS u p e r v i s o r ：P r o f L i uJ i a n x u nC h o n g q i n gJ i a o t o n gU n i v e r s i t y , C h o n g q i n g ，C h i n a重庆交通大学学位论文
3、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位敝储魏趸瀵醐：卿阳罗日重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段
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5、，解决全球性的石油危机和环境污染问题迫在眉睫。使用“绿色”燃料的是解决石油危机的一大出路；不断开发新的燃烧技术则可以不断的降低污染物的排放量。本文在柴油机燃烧生物柴油混合燃料的基础上，针对4 1 0 0 B Z L 柴油机，运用F I R E 软件建立模型对柴油机的燃烧过程及其排放物进行仿真模拟计算。为了确定生物柴油的掺烧比例，首先对B 1 0 、B 2 0 和B 5 0 三种不同混合比例的生物柴油在缸内燃烧的燃烧规律、雾化质量、动力性和排放性进行研究。研究表明：B 5 0 放热率最低，B 1 0 和B 2 0 燃烧规律和0 “柴油相近；B 5 0 雾化质量最差，不符合国家标准，B 1 0 和
6、B 2 0 雾化能力较好；随着混合比例的增加，柴油机的动 力性有所下降，下降幅度不大；N O x 排放量增加，增幅为3 5 9 5 ；S o o t 的排放量降低，降幅为2 0 1 6 2 4 。研究表明，B 2 0 是进行多次喷射仿真模拟计算的最佳生物柴油混合燃料。多次喷射可以优化缸内燃烧过程，使柴油机在保证动力性的前提下降低污染物的排放。运用正交实验法对预主喷间隔、预喷量、预喷持续期、主喷提前角四个因素进行优化搭配；在考虑交互作用的影响下，利用方差分析法得出此四个因素对柴油机各性能的影响程度。分析结果表明，对动力性而言，各因素对其影响的主次顺序为：预主喷间隔，预喷持续期，主喷提前角，预喷量
7、，并且各因素之间的交互作用对其影响可忽略不计；对N O x 的排放量而言，各因素对其影响的主次顺序与对动力性的影响一致，但是预主喷间隔和预喷量之间的交互作用对N O x排放量的影响特别显著，需要考虑；各因素对S o o t 排放量影响的主次顺序为：预喷量、预主喷间隔、主喷提前角、预喷持续期。虽然预喷持续期对S o o t 排放的影响非显著，但是它和预主喷间隔之间的交互作用所产生的影响高度显著，其显著性仅排于预喷量之后。本文的一大目的是节约不可再生资源，故在选择混合燃料的时候会尽量选择混合比例高的生物柴油来进行多次喷射仿真模拟计算。利用综合评分法，将柴油机的多性能指标化为单性能指标，运用直观分析
8、法可得到各因素对柴油机性能影响的主次顺序分别是：预主喷间隔，预喷持续期，主喷提前角，预喷量；并且得到四个因素之间的最优搭配方案：A 2 8 2 C 3 D 3 。关键字：生物柴油掺烧；数值模拟；多次喷射；正交试验法A BS T R A C TT o d a yh u m a n sn e e dt oq u i c k l yr e s o l v et h eg l o b a lo i lc r i s i sa n de n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n U s i n gg r e e nf u e l si sam a j o rw a
9、 yt os o l v et h eo i lc r i s i s ；c o n t i n u et od e v e l o pc o m b u s t i o nt e c h n o l o g yc o u l dr e d u c ee m i s s i o n so fp o l l u t a n t s T h i sa r t i c l eb a s e so nb u r n i n gb i o d i e s e l ，a c c o r d i n gt o410 0 Q B Z Ld i e s e l ，m o d e l sa n dn u m e
10、r i c a ls i m u l a t i o nw e r eo b t a i n e db ys o f t w a r eF i r eo nc o m b u s t i o np r o c e s sa n dp o l l u t a n t s I no r d e rt od e t e r m i n et h em i x i n gr a t i oo fb i o d i e s e l ，f i r s t l y , s t u d yo nc o m b u s t i o nl a w ,a t o m i z a t i o nq u a l i t
11、 y , p o w e rp e r f o r m a n c ea n de m i s s i o np e r f o r m a n c eo fB10 、B 2 0a n dB 3 0 S t u d i e sh a v es h o w nt h a t ：T h el o w e s th e a tr e l e a s er a t eb e l o n gt oB 5 0 ，B10 、B 2 0a n d0 4d i e s e lh a v es i m i l a rt h eh e a tr e l e a s e ；B 5 0h a st h ew o r s
12、 ta t o m i z a t i o nq u a l i t ya n dd o e sn o tm e e tn a t i o n a ls t a n d a r d s ；BIOa n dB 2 0h a st h eb e t t e ra t o m i z a t i o nq u a l i t y ；W i t ht h ei n c r e a s eo ft h em i x i n gr a t i o ，d e c r e a s e dt h ep o w e rp e r f o r m a n c ea n dd e c l i n em a r g i
13、 n a l l y ；I n c r e a S e si ne m i s s i o n so fN O x ，t h er a t eo fi n c r e a s ei s3 5 - 9 5 ；D e c r e a s e dt h ee m i s s i o n so fS o o ta n dt h er a t eo fd e c r e a s ei s2 01 - - 6 2 4 S t u d i e sh a v es h o w nt h a t ：B 2 0i St h eb e s tb i o d i e s e lb l e n d sf o rs i
14、m u l a t i o ni n j e c t i o n O r t h o g o n a le x p e r i m e n ts h o u l db ec a r r i e do u tt om a t c hf a c t o r so ft h ep r e 。m a i ni n j e c t i o ni n t e r v a la n g l e ，t h ep r e i n j e c t i o nm a s s ，t h ep i l o ti n j e c t i o nd u r a t i o na n dt h ei g n i t i o
15、na d v a n c ea n g l e I nt h ec a s eo fi n t e r a c t i o n ，t h eu s eo fa n a l y s i so fv a r i a n c et oa n a l y s i st h ep o w e rp e r f o r m a n c ea n de m i s s i o np e r f o r m a n c e S t u d i e sh a v es h o w nt h a t ：T h ei m p a c to fv a r i o u sf a c t o r so ni t sp r
16、 i m a r ya n ds e c o n d a r yo r d e rf b rp o w e rp e r f o r m a n c ei st h ep r e m a i ni n j e c t i o ni n t e r v a la n g l e ，t h ep i l o ti n j e c t i o nd u r a t i o n ，t h ei g n i t i o na d v a n c ea n g l e ，t h ep r e i n j e c t i o nm a s sa n dt h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nt h ef a c t o r sa r en e g l i g i b l e
