早喷对柴油机性能影响的可视化研究(附件)【字数：13091】
柴油机的燃烧过程对柴油机的经济性，动力性以及排行性能有着很重要的影响。在过去的20年间，内燃机的发展重点越来越偏向于节能高效和环保。本文通过缸内工可视化系统，研究了不同负荷下提前喷射对柴油机燃烧和性能的影响。首先分析了在10%和25%的负荷下不同喷射正时在缸内的喷雾和着火图片，结果表明提前喷射会让柴油雾化彻底且与空气混合均匀，大大的减少扩散火焰的产生。然后研究了不同喷射正时下扩散火焰面积占有率的变化，发现喷射正时的提前会大幅度减扩散火焰的面积。为了尽量直观的比较柴油机传统的扩散燃烧和早喷射形成的预混合燃烧这两者之间的区别，本次实验将传统的-10°CA 与提前后的-25°CA和-30°CA在两种不同的工况下的燃烧火焰进行比对，结果表明，提前喷射会减小扩散火焰的产生。随即研究了不同喷射正时下缸内碳烟生成区域面积占有率的变化，发现提前喷射会降低碳烟生成的浓度，减少颗粒物的排放。之后通过比较25%和10%负荷工况，缸内扩散火焰温度场在不同喷射正时下的变化过程，发现提前喷射会减小高温区域的产生。最后研究了不同喷射正时下的缸内压力和瞬时放热率，随着喷油时刻的提前，缸内压力上升始点提前，燃烧产生的压力峰值上升。随着喷射正时从-10°CA提前到-25°CA，提前了放热始点，放热率峰值也上升了。实验结果表明提前喷射正时，就会增加油气混合的时间，提高油气的混合均匀度，减少扩散火焰的产生，降低高温区域的产生，减少碳烟的产生，是实现低温预混燃烧的一种有效的方式。关键词柴油机；排放；燃烧；可视化
目录
第一章绪论1
1.1内燃机的发展背景1
1.2 柴油机所消耗的能源现状1
1.3 传统内燃机的工作过程2
1.4 柴油机新型燃烧模式的研究状况5
1.5 我国汽车的排放标准5
第二章 实验装置及流程7
2.1实验装置及设备7
2.1.1试验样机7
2.1.2试验台架及主要设备7
2.2 缸内工作过程可视化系统10
2.2.1试验平台10
2.2.2图像处理方法14
第三章 柴油机提前喷射的缸内工作过程可视化研究15
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3.1提前喷射实现预混合燃烧的分析15
3.1.1油气混合过程15
3.1.2油气的混合和着火过程17
3.1.3缸内碳烟浓度场20
3.1.4扩散火焰温度场22
3.2 喷射正时对燃烧过程的影响24
结论25
致谢26
参考文献27 第一章绪论
1.1 内燃机的发展背景
内燃机从出现到现在已经一百多年的历史了，随着技术不断的发展，因为其热效率高，功率范围广，被广泛的运用在我们生活的方方面面，现代的内燃机发展成为了一种融合了很多门学科技术的高科技含量的产品，在所有的产品当中系统热效率相当高[1]。内燃机作为现在最重要的动力机械，它广泛的运用于全球范围内的铁路，公路，农业，江河湖海。使我们现在交通运输，农村现代化建设，基础建设还有国防现代化建设快速的发展，提高我们的生活水平，促进了全球经济的发展。但是随着内燃机的广泛应用，越来越多的问题也出现了，最主要的问题就是所造成的环境污染和所需要的石化燃料属于不可再生资源，越来越匮乏。我以我们在排放以及能源利用率上需要不停地改善。
1.2 柴油机所消耗的能源现状
内燃机的燃料主要是石油的衍生品。据相关统计内燃机消耗了2/3以上的石油资源。随着石化能源的日益短缺，国外的许多研究机构还有相关学者研究和讨论了石油的储存量还有将来还能研究多久，比如说英国石油公司[2] [3]，国际能源署，美国能源信息署等这类的[4]。英国石油公司（BP）的全球首席经济学家克里斯多夫鲁耳博士在北京发布了2012年《BP世界能源统计年鉴》，用数据大概论述了2011年的能源大背景：一直到2011年年底，石油的使用占据了能源总量的大约百分之三十三，石油的价格在不断大幅度的增长，因为能源越来越短缺，人们对化石燃料的需求量也越来越大，所以原油的价格一直以年均增加40%的价格在增长，上面所说的储存量可以使用大概五十年[5]。一直到2011年，我们国家对原油的进口超过了一半[6]，而且在这之间柴油机所用的油量又占据了我们国家用油量的60%[7]，先看看国内，我国专家对我国的原油储存量与开采量进行了预估，现在我国已经发现的石油剩余的有条件开采的储量是23亿吨，只够我国开采大概14年；然而，进入90年代以后我国从石油出口国转变为部分进口国。这是一个质变，代表着我国之前的发展缓慢，对石油的需求量小，而之后进入了一个经济科技高速发展的时代，为了适应这个时代，科技必须保证能源可以以一种可持续的安全的方式来利用。内燃机的发展方向必须由消耗能源向高效节能环保的方向转变，所以，内燃机如何实现高效率节能环保成为了现在世界上研究的热点。为了应对日益严重的石化能源短缺问题，有两种途径成为了政府部门和汽车生产商关注的焦点。第一种方式就是开发科技，制造出节能环保的新型的能源汽车，这其中包括了天然气、液化石油气等一些其他的能源来驱动汽车，或者是用纯粹的电力来驱动，比如说国外的特斯拉，这种属于新能源汽车。另外一种形式就是国家所鼓励的混动汽车，这种汽车既包括两种燃料的混合，或者是燃料与发动机的混合。这种汽车可以使用燃料电池对产生电力来给汽车提供动力输出，还有一种汽车是有两套燃料的供给系统，一套是提供其他的燃料，另外一套提供液化气或者天然气；然而，我国最近出现的都是用传统的发动机再加上驱动电机或者一套电池组相结合的混动汽车[8] [9] [10]，但是内燃机的新能源技术发展还是不够成熟，不少学者预测在未来的若干年之内汽油和柴油还是发动机的主要燃料。第二种方式则是不断的改进发动机的各项技术，优化各个进程，减少内燃机对石油的消耗，这是应付目前能源缺乏危机的相对比较有效的手段。
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第一章绪论1
1.1内燃机的发展背景1
1.2 柴油机所消耗的能源现状1
1.3 传统内燃机的工作过程2
1.4 柴油机新型燃烧模式的研究状况5
1.5 我国汽车的排放标准5
第二章 实验装置及流程7
2.1实验装置及设备7
2.1.1试验样机7
2.1.2试验台架及主要设备7
2.2 缸内工作过程可视化系统10
2.2.1试验平台10
2.2.2图像处理方法14
第三章 柴油机提前喷射的缸内工作过程可视化研究15
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3.1提前喷射实现预混合燃烧的分析15
3.1.1油气混合过程15
3.1.2油气的混合和着火过程17
3.1.3缸内碳烟浓度场20
3.1.4扩散火焰温度场22
3.2 喷射正时对燃烧过程的影响24
结论25
致谢26
参考文献27 第一章绪论
1.1 内燃机的发展背景
内燃机从出现到现在已经一百多年的历史了，随着技术不断的发展，因为其热效率高，功率范围广，被广泛的运用在我们生活的方方面面，现代的内燃机发展成为了一种融合了很多门学科技术的高科技含量的产品，在所有的产品当中系统热效率相当高[1]。内燃机作为现在最重要的动力机械，它广泛的运用于全球范围内的铁路，公路，农业，江河湖海。使我们现在交通运输，农村现代化建设，基础建设还有国防现代化建设快速的发展，提高我们的生活水平，促进了全球经济的发展。但是随着内燃机的广泛应用，越来越多的问题也出现了，最主要的问题就是所造成的环境污染和所需要的石化燃料属于不可再生资源，越来越匮乏。我以我们在排放以及能源利用率上需要不停地改善。
1.2 柴油机所消耗的能源现状
内燃机的燃料主要是石油的衍生品。据相关统计内燃机消耗了2/3以上的石油资源。随着石化能源的日益短缺，国外的许多研究机构还有相关学者研究和讨论了石油的储存量还有将来还能研究多久，比如说英国石油公司[2] [3]，国际能源署，美国能源信息署等这类的[4]。英国石油公司（BP）的全球首席经济学家克里斯多夫鲁耳博士在北京发布了2012年《BP世界能源统计年鉴》，用数据大概论述了2011年的能源大背景：一直到2011年年底，石油的使用占据了能源总量的大约百分之三十三，石油的价格在不断大幅度的增长，因为能源越来越短缺，人们对化石燃料的需求量也越来越大，所以原油的价格一直以年均增加40%的价格在增长，上面所说的储存量可以使用大概五十年[5]。一直到2011年，我们国家对原油的进口超过了一半[6]，而且在这之间柴油机所用的油量又占据了我们国家用油量的60%[7]，先看看国内，我国专家对我国的原油储存量与开采量进行了预估，现在我国已经发现的石油剩余的有条件开采的储量是23亿吨，只够我国开采大概14年；然而，进入90年代以后我国从石油出口国转变为部分进口国。这是一个质变，代表着我国之前的发展缓慢，对石油的需求量小，而之后进入了一个经济科技高速发展的时代，为了适应这个时代，科技必须保证能源可以以一种可持续的安全的方式来利用。内燃机的发展方向必须由消耗能源向高效节能环保的方向转变，所以，内燃机如何实现高效率节能环保成为了现在世界上研究的热点。为了应对日益严重的石化能源短缺问题，有两种途径成为了政府部门和汽车生产商关注的焦点。第一种方式就是开发科技，制造出节能环保的新型的能源汽车，这其中包括了天然气、液化石油气等一些其他的能源来驱动汽车，或者是用纯粹的电力来驱动，比如说国外的特斯拉，这种属于新能源汽车。另外一种形式就是国家所鼓励的混动汽车，这种汽车既包括两种燃料的混合，或者是燃料与发动机的混合。这种汽车可以使用燃料电池对产生电力来给汽车提供动力输出，还有一种汽车是有两套燃料的供给系统，一套是提供其他的燃料，另外一套提供液化气或者天然气；然而，我国最近出现的都是用传统的发动机再加上驱动电机或者一套电池组相结合的混动汽车[8] [9] [10]，但是内燃机的新能源技术发展还是不够成熟，不少学者预测在未来的若干年之内汽油和柴油还是发动机的主要燃料。第二种方式则是不断的改进发动机的各项技术，优化各个进程，减少内燃机对石油的消耗，这是应付目前能源缺乏危机的相对比较有效的手段。
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