一、柴油机掺水燃烧的试验研究（论文文献综述）
杨捷波,高占斌,宋佳,王彬彬,高敬博,卾新忠[1]（2021）在《掺水乳化油对船用柴油机性能影响优化分析》文中研究指明为探索掺水乳化油对船用柴油机动力性、经济性和排放性能影响,采用AVL-fire软件对TBD234V6型柴油机进行仿真建模,选取柴油机推进特性额定工况运行时,对不同乳化油掺水比进行三维数值模拟研究。结果表明,随着掺水比的增加,相比原机,其缸内爆压逐渐降低,燃烧放热率峰值明显滞后,折合油耗率呈先下降后上升的趋势,NOX排放量显着降低,Soot排放量上升。通过灰色决策理论结合主客观赋权法确定10%为最优掺水比,此时缸内爆压下降6.9%,折合消耗率下降6.5%,NOX排放降低36.1%,Soot排放上升110.6%。研究结果可为船用柴油机掺水乳化油燃烧提供一定参考依据。
杨捷波,王尚鹏,高占斌,王彬彬,尹自斌,陈丹[2]（2021）在《掺水燃烧对STC柴油机燃烧和排放特性的影响》文中指出文章对采用相继增压（STC）技术的TBD234V6型柴油机在25%Pe0和75%Pe0工况下的燃烧和排放特性进行研究,分析不同比例的掺水乳化油对缸内压力、缸内温度场、燃烧放热率、NO和Soot浓度场的影响,并通过灰色决策理论确定最佳掺水率。模拟结果表明:随着掺水率的升高,相比原机,STC柴油机在25%Pe0工况下缸内压力先升高后降低,在75%Pe0工况下最高缸压逐渐下降;在25%Pe0和75%Pe0工况下,STC柴油机的燃烧放热率均滞后,折合油耗率呈下降趋势,缸内高温分布区域逐渐缩小,NO和Soot生成质量分数下降。通过灰色决策优化评估分析,计算得出25%Pe0和75%Pe0工况下最佳掺水率分别为20%和15%。在高负荷下掺水率过高,STC柴油机的动力加速性能减弱,故掺水率不宜过高。
张强[3]（2021）在《缸内喷水对柴油机燃烧及排放特性的影响》文中进行了进一步梳理缸内喷水可以降低燃烧过程的平均温度,一方面有利于指示热效率的提高,另一方面也降低了柴油机的热负荷及污染物排放量。因此,研究缸内喷水对柴油机燃烧及排放特性的影响,对改善柴油机的性能具有重要的理论指导意义和实际应用价值。论文在低速大负荷和高速大负荷工况下,以某三缸柴油机为原型,建立了三维全气道模型,通过数值模拟的手段研究水油比、喷水压力、喷水温度和喷水时刻对柴油机燃烧及排放特性的影响。研究结果表明:在高速工况下提高水油比可以明显降低发动机的热负荷,而在低速工况下效果不显着。这是因为水雾进入气缸会卷吸柴油共同推动活塞做功提高缸内温度,低转速时水滴雾化及扩散效果较差,故热负荷未得到改善;处于高转速时水分子在空气中的扩散速率加快,以水降温作用明显,故热负荷有显着的降低。对比发现,在两种转速下均采用0.3的水油质量比可以获得最佳的性能。喷水压力的改变会影响喷入气缸内水滴的雾化程度和扩散速度,在一定范围内提高喷水压力可以获得更多的热效率增量。这是因为随着喷水压力的增加,气缸内高温高压蒸汽环境的建立速率提高,燃烧更加充分,故指示热效率不断增加;而当喷水压力过大时水滴粒径太小导致其蒸发速率过快,燃烧水平反而下降。对比发现,低速工况下50MPa的喷水压力给发动机热效率带来了2.55%的增量,且NOx和Soot分别降低17.1%和3.18%;而在高速工况下采用60MPa的喷水压力时,发动机燃烧和排放水平最好,指示热效率增加了2.44%。提高喷水温度会加快额外工质做功的速率,等压膨胀过程时间延长,故热效率得到了进一步改善,当喷水温度为100°C时,柴油机热效率增量提高到2.83%,NOx、Soot和CO降低幅度分别达到18.3%和4.9%和18.4%,HC生成量也有所减少。喷水时刻的不同会对湍动能产生影响,进而影响缸内气流运动。压缩冲程早期喷水对降低发动机热负荷有着显着的影响,但对热效率提升作用不大;当喷水时刻处在压缩冲程晚期时,水滴和柴油喷射持续期有所重叠,在一定程度上减少了压缩负功并增加了膨胀正功,这两者都会改善IMEP,进一步影响发动机的指示功率和指示燃料消耗率。对比发现,喷水正时设定为10°CA BTDC时,发动机热效率增量最高,有害污染物改善效果最佳。
但军[4]（2020）在《乳化重油在1135柴油机上的试验研究》文中研究说明在21世纪,能源危机和环境污染是全世界都面临的两大难题。柴油机由于它广泛而且大量地使用,是比较主要的能源消耗工具和环境的污染源,如何降低柴油机的能耗和排放污染物,是众多相关学者面对的首要问题。重油是一种潜力巨大的燃料,相比于轻质燃油,它储量足,价格低,但是雾化效果差,燃烧产生的碳烟多,因此它一直作为大型中低速柴油机的燃料,在小型中高速柴油机上应用较少。乳化油技术能改善燃油雾化,有效降低碳烟,但是乳化油稳定性差。将两者结合,乳化油技术能改善重油的雾化和燃烧,降低碳烟排放,拓宽重油的应用区域,而由于重油自身成分和性质原因,乳化重油相比别的乳化燃油要稳定。研究乳化重油在高速柴油机上的应用,不仅能改善能源结构,推动能源多元化供应,还能降低能耗和污染物排放,对解决能源危机和环境污染问题都有重大意义。本文就在1135高速柴油机上针对一款稳定性极好的新型乳化重油展开了试验研究。试验先研究了柴油机喷油系统参数包括喷油嘴参数和供油提前角对燃用乳化重油经济性和排放性的影响,并且根据结果选择合适的参数分别燃用了HW10、HW20、HW30和轻质柴油,对比分析了它们的燃烧和排放情况。研究发现:燃用HW10时,试验所用三种喷油嘴中,4*0.36mm*150°的效果最好,替换原机6*0.3mm*150°的喷油嘴后,柴油机的经济性和排放性都得到了较大改善。供油提前角对乳化重油燃烧效果影响较大,采用原机燃用轻质柴油的15°CA供油提前角时,乳化重油燃烧不充分,爆发压力低,油耗和排放高,而在17°CA和19°CA供油提前角时燃烧正常。三种乳化重油中,HW10由于粘度高而且掺水率低,燃烧效果最差,仅有NOX排放低于轻质柴油。HW20的燃烧效果比HW10好,燃油消耗率、NOX排放和碳烟排放都比HW10更低,但它的燃油消耗率仍高于轻质柴油。HW30由于基础油品质更高,它粘度低而且掺水率高,乳化燃油中水的液珠数量多而且粒径细,燃烧时雾化好,燃油消耗率和NOX排放均最低。与轻质柴油相比,HW30的燃油消耗率在中高负荷的下降超过4.2%,NOX排放在各负荷的下降均超过32%,不过它的碳烟和CO排放均要高于轻质柴油。
王尚鹏[5]（2020）在《掺水燃烧对相继增压柴油机性能影响研究》文中指出随着环境问题的日益严峻,石油资源的每况愈下和各国排放法规的日趋严格,对柴油机工作性能和排放要求不断提高。为有效改善柴油机的工作性能,优化燃烧过程,减少氮氧化物排放并抑制碳烟颗粒的大量生成,本文以TBD234V6型柴油机为原型机,通过将常规增压系统改造为相继增压系统,研究掺水燃烧技术对相继增压柴油机燃烧和排放特性的影响。（1）基于TBD234V6型柴油机,将原增压系统改造为相继增压系统,通过试验,确定相继增压柴油机的切换工况点为40%Pe0。在此基础上,进行掺水燃油系统的设计和乳化油的配制,试验结果表明:采用Span80、Tween80和Op-10这三种乳化剂按8:1:1或7:2:1复合使用,可制备大量掺水乳化油用于TBD234V6型柴油机进行试验研究。（2）通过试验,研究掺水率为3%、6%、9%、12%和15%对相继增压柴油机燃烧特性和排放性能的影响。试验结果表明:掺水率为0时,相继增压柴油机燃用纯柴油工作,10%Pe0≤Pe≤40%Pe0时,相比原机,最高燃烧压力升高,动力性增强,燃油消耗率降低,涡前排气温度、NOx和Soot排放量下降;45%Pe0≤Pe≤100%Pe0时,与原机相比,最高燃烧压力略微下降,燃油消耗率差别较小,涡前排气温度、NOx排放量和Soot有所下降。随着掺水率的逐渐增加,相继增压柴油机的最高燃烧压力下降,折合油耗率、NOx和Soot排放量得到显着改善。基于多目标灰色决策理论模型计算,通过主客观赋权的方法,选取10%Pe0、25%Pe0、50%Pe0、80%Pe0和100%Pe0为低、中、高负荷的代表工况点,经计算,得出:相继增压柴油机最佳掺水率为15%。（3）采用AVL-fire仿真软件,进一步研究掺水率为20%、25%和30%时与最佳掺水率15%的柴油机燃烧和排放性能对比,最终,经综合分析,确定本文相继增压柴油机的最佳掺水率为15%。此外,由仿真结果还可表明:同一负荷,随着掺水率的增加,最高燃烧压力,缸内温度和功率均呈下降趋势,掺水率为30%时,最高燃烧压力和缸内温度与掺水率为15%时相比,下降幅度最大,下降率约分别为7.8%和10.9%;在10%Pe0≤Pe≤40%Pe0时,折合油耗率逐步下降,而在45%Pe0<Pe≤100%Pe0时,掺水率的增加,致使折合油耗率升高;NO和Soot生成质量分数下降,NO及Soot浓度场均得到明显改善。
陈斌[6]（2019）在《涡轮增压直喷汽油机进气管道喷水热力学原理分析和实验研究》文中进行了进一步梳理增压、小型化是汽油机的主要发展方向之一,然而增压后汽油机的热负荷提高,爆震倾向加重。实际应用中通常采用推迟点火提前角、减小压缩比和加浓混合气的方法减缓爆震,但是牺牲了涡轮增压直喷汽油机动力性能和热效率。由于水具有较高的气化潜热和比热值,喷水技术在涡轮增压直喷汽油机排放的降低、性能的优化和热效率的提升方面优势明显,特别是对涡轮增压直喷汽油机爆震的抑制效果显着,是涡轮增压直喷汽油机性能强化的有效手段。进气管道喷水对涡轮增压直喷汽油机产生的影响主要有进气冷却作用和工质物性参数改变两个方面,阐明这两个作用影响力度的主次可以为涡轮增压直喷汽油机的进步提供理论支持。本文以涡轮增压直喷汽油机进气管道喷水为研究对象,以涡轮增压直喷汽油机工作过程的热力学理论为基础,采用热力学理论分析、实验验证、数值模拟的方法,明确涡轮增压直喷汽油机喷水技术的基础热力学原理,阐明涡轮增压直喷汽油机喷水技术的作用机制和节能减排机理,为涡轮增压直喷汽油机喷水技术的开发、应用提供全面的理论支持。本文主要研究内容及结论如下:（1）涡轮增压直喷汽油机进气管道喷水的热力学原理分析。在理想等容吸热循环的基础上分析喷水对各个热力过程的影响。1)将进气管道喷水过程简化为等焓过程,在整个过程中空气的相对湿度增大,而加湿所用的水在蒸发时吸收空气的热量使空气温度和压力降低;2)水的蒸发吸热使缸内工质初始温度降低。水蒸汽增加了工质的比热值,从而降低了缸内工质压缩和燃烧阶段的温升,使得吸热结束时缸内压力和温度都较原循环降低。3)理论分析表明,在忽略温度对绝热指数影响的前提下,喷水不能提高循环的热效率,但是却有效的降低了最高温度,而且使得T-s图上定容吸热线变得平缓,从而给涡轮增压直喷汽油机进一步提高压缩比和提前点火角提供了极大的便利和潜力,对于涡轮增压直喷汽油机而言,这些措施对提高经济性和动力性意义重大。（2）实验研究进气管道喷水对涡轮增压直喷汽油机动力性能和燃油经济性的影响。结果表明:涡轮增压直喷汽油机的动力性能随着WFR的增加而提升,并且功率和扭矩的增加幅度随着转速的升高而增加,各工况的整体提升幅度为1.65%5.27%。涡轮增压直喷汽油机的有效热效率在各转速下都有一定程度的提升,热效率提升幅度随WFR的增加而升高,3500 rpm全负荷WFR0.4时涡轮增压直喷汽油机有效热效率提升最大,为0.4个百分点。（3）开展喷水后涡轮增压直喷汽油机的数值分析和热平衡分析。研究说明喷水可以增加循环进气量,使缸内压力升高,3000 rpm全负荷WFR0.4时缸内峰值压力升高了3.1 bar,而缸内温度因为水的加入而降低,3000 rpm全负荷WFR0.4时缸内峰值温度降低了92.5 K,因此进气管道喷水可以有效抑制涡轮增压直喷汽油机爆震发生。喷水后涡轮增压直喷汽油机摩擦损失率和泵气损失率增加之和小于排气损失率和传热损失率的下降幅度,缸内工质比热比增加,从而使热效率提高。优化点火角和压缩比后,涡轮增压直喷汽油机性能和热效率得到进一步改善,优化点火角后各转速有效热效率的平均提升幅度为1.69个百分点,而将压缩比增加至12.5后各转速有效热效率的平均提升幅度为2.17个百分点。（4）从可用能的角度深入分析进气管道喷水对涡轮增压直喷汽油机缸内热力循环过程中不可逆性的影响。喷水后循环进气量增加,循环喷油量增加,进入缸内的进气可用能和燃料化学可用能增加;水蒸发吸热使涡轮增压直喷汽油机进气温度降低,因此进气的热力学可用能有小幅度的降低;进气量增加使涡轮增压直喷汽油机的动力性能增加,做功随之增加;虽然缸内温度降低使缸内燃烧引起的不可逆损失增加,但是传热带走的可用能和排气带走的可用能减小,做功能力增加,总体来讲喷水后循环的可用能效率升高。（5）设计四种不同的技术方案,深入研究水的进气冷却作用和工质成分改变对内燃机影响力度的不同。结果表明:压缩终点缸内压力的降低主要源于工质物性参数的改变,水的进气冷却作用对缸内峰值温度和压力的影响较小;工质物性参数的改变是进气喷水对点火燃烧后缸内温度和压力变化影响的主要因素,且工质物性的改变对缸内峰值温度和压力的影响随喷水量的增加更加明显。因此,工质物性参数的改变是喷水技术影响涡轮增压直喷汽油机热力学过程和性能的主要因素。
何丰硕[7]（2019）在《基于内部选择性非催化还原技术的复合喷射发动机机内净化研究》文中进行了进一步梳理作为汽车消费大国,我国一直面临着能源危机和环境污染的双重压力。为了应对日益严苛的排放法规,开发新的发动机节能减排技术就显得迫在眉睫。传统技术手段在发动机动力性与排放水平之间、各个排放物之间都存在明显的权衡（Trade Off）关系。本课题结合掺水燃烧技术与选择性非催化还原技术（SNCR）,开发出了具有二者各自优势的新型复合机内净化方法:氨水缸内直喷内部SNCR。该技术能适应广泛的发动机使用需求,在一定程度上弱化了各trade off指标之间的博弈关系,在满足动力输出的基础上实现了对氮氧化物（NOx）等排放物综合减排能力的提升。针对提出的氨水缸内直喷内部SNCR,本文利用仿真与实验手段做了广泛研究,对该技术进行了较为全面的评价。本文开展的主要研究工作和所获结论如下:首先,利用已有文献机理并整合以适用于发动机内部SNCR需求,基于CHEMKIN软件计算了均质预混条件下,基础燃料（PRF90）的层流火焰速度、化学点火滞燃期以及主要关键基团的变化规律,探究了影响SNCR技术高效还原NOx的重要因素。结果表明:氨水中水成分蒸发吸热降低了可燃混合气的层流火焰速度,降低了火焰面温度,引起反应速率降低;保持水油比时,NH3成分增加意味着水的减少,水对混合气的降温、稀释作用减弱,而NH3相对于水来说对均质混合气的火焰发展具有一定的促进作用,进而引起层流火焰速度的提高。活性物质尤其是OH的大量减少,引起着火时刻推迟,延长了化学滞燃期。此外,对SNCR影响最大的外界因素排序为温度>氨氮比>滞留时间>压力。其次,利用CONVERGE软件,建立了实现内部SNCR过程的复合喷射发动机三维数值模型,并依据原型机实验数据进行准确标定,利用CFD仿真手段研究了多物理场下水直喷以及不同氨水影响因素下的燃烧中间物质与NOx空间浓度梯度的演化历程,分析了各个关键变动因素与NOx转化之间的关系。结果表明:受制于水的高汽化潜热,缸内高温区明显减少,平均温度有所降低,缸内温度分布更加均一化,温度梯度降低。缸内温度及温度梯度的改善有利于抑制NOx的生成并提供适合的SNCR温度条件。水直喷后,H2O2、OH等燃烧中间产物的生成速率同步降低,场分布情况在水油比为10%时浓度场梯度最小。CO生成量随着水油比的增大提升较为明显,因此水油比应当控制在适当范围内,以避免引起过多的不完全燃烧。NO、NO2和N2O的生成量都随着氨水浓度的提升而降低。与NO相比,NO2和N2O本身浓度较小,且转化为N2等无害物质还需经过多步反应,因此NO2和N2O的还原无害化效果滞后于NO。再次,将现有发动机台架改装为双喷射系统,以实现进气道喷射汽油、缸内直喷氨水的复合喷射模式。实验研究了发动机稳态工况条件下,氨水溶液不同直喷策略对发动机燃烧与排放的影响。定量研究了采用内部SNCR技术后发动机动力性能和NOx、HC、CO、NH3等气相排放物之间的变动规律。定量研究了氨水溶液不同直喷策略对发动机固相排放的影响,揭示了微粒数量浓度、质量浓度具体的粒径分布特征及其影响因素。结果表明:点火正时与内部SNCR存在明显的协同效应,采用SNCR技术配合较早的点火正时后可以保证动力输出并同步降低NOx等排放物质。氨水直喷正时和氨水喷射量对发动机燃烧和排放有重要影响,提早直喷正时和增大氨水喷射量可以促进NOx的转化,但是直喷正时与火焰传播干涉以及过量的氨水直喷都会造成循环变动恶化。另外,采用SNCR策略后,直喷氨水对聚集态微粒具有抑制作用,峰值粒径向更大的粒径范围偏移,而峰值质量浓度呈现出下降的趋势。最后,利用考虑快速化学响应的GT-POWER/CHEMKIN耦合模型,根据帕累托前沿（Pareto Front）博弈原则,对实施内部SNCR技术的发动机模型进行宽工况多目标寻优,经过大规模一维仿真计算,得出了最优的内部SNCR应用策略。
石书国[8]（2019）在《含水量和离散水滴直径对掺水乳化柴油喷雾特性影响研究》文中认为掺水乳化柴油因其具有降低Soot和NOx排放,并同时提高燃烧热效率的潜力,而受到了研究者们的广泛关注,其中掺水乳化柴油中特有的微爆现象,被认为是该燃料节能减排的重要原因之一。深入研究内燃机实际工况下掺水乳化柴油的节能减排机理及其蒸发喷雾过程中的微爆现象,具有较大的实际意义。本文利用电加热式定容燃烧弹台架,结合背光法学诊断技术和高功率频闪LED光源,以纯柴油W0和含水质量分别为10%,20%和30%的掺水乳化柴油W10,W20和W30为研究对象,重点研究了含水量对试验燃料蒸发喷雾特性的影响规律。研究结果表明,柴油中水的加入可有效促进燃料的雾化和蒸发过程,随着含水量的增大,试验燃料的蒸发喷雾锥角和体积均增大,水的蒸发和微爆对喷雾整体扩展能力的促进作用增强。随着喷射压力升高,掺水乳化柴油的喷雾贯穿距增大,稳态喷雾锥角几乎不随喷射压力的改变而发生变化,随着含水量的增大,燃料喷雾的径向扩展能力受喷射压力的影响更为明显。随着环境密度的增大,掺水乳化柴油的轴向贯穿距减小,燃料中水对喷雾横向扩展的促进作用增强,使得燃料喷雾在发展后期的整体扩展能力更强,燃油与空气的混合更为均匀,且随着燃料含水量的增大,环境密度对其蒸发喷雾过程的影响越明显。随后本文以纯柴油W0和含水质量分数为20%,离散水滴直径大小分别为5.08μm和6.91μm的掺水乳化柴油W20和W20-2为研究对象,重点研究了掺水乳化柴油中离散水滴直径大小对燃料蒸发喷雾过程的影响规律。结果表明,增大离散水滴直径有利于促进掺水乳化柴油的蒸发喷雾贯穿距和喷雾体积。随着喷射压力的增大,离散水滴直径对乳化燃料喷雾喷雾特性的影响逐渐减小,燃料的喷雾特性趋于一致。随着环境密度的增大,不同离散水滴直径掺水燃料喷雾特性间的差距增大,在高环境密度工况下大水滴直径燃料W20-2的蒸发喷雾贯穿距和喷雾体积明显大于小水滴直径燃料W20,W20-2燃料的蒸发喷雾锥角明显小于于W20的喷雾锥角。
高占斌[9]（2019）在《低温燃烧对船用柴油机性能影响研究》文中认为随着能源形势的日益严峻和环境污染问题的日益突出,针对船用柴油机提出的各项法规也越来越严格,促使船用柴油机向着高效率低污染的方向发展,降低船用柴油机排放,同时保证柴油机的动力性和经济性显得十分重要。由于电控高压共轨、米勒循环、废气再循环（EGR）和掺水燃烧技术在降低柴油机NOx排放方面有着巨大的潜力和明显的优势,而且它们均具有低温燃烧的特点,因此本文选择这四项技术以及它们之间相互结合进行研究。找到能够降低该柴油机NOx和Soot排放的有效方法,为船用柴油机节能减排提供有价值的参考。主要研究内容如下:（1）建立具有电控高压共轨、米勒循环（Miller）、废气再循环（EGR）、可变进排气压力的620单缸机多功能试验平台。对单缸柴油机进行电控高压共轨、米勒循环（Miller）、废气再循环（EGR）、可变进排气压力系统设计,搭建单缸机性能试验台,对单缸机燃油系统、滑油系统、冷却水系统及EGR、Miller等各个系统的组成部件进行设计、加工制造和选型。（2）设计并加工不同Miller度的进气凸轮轴,进行米勒循环试验,研究船用柴油机的螺旋桨特性和负荷特性,以及变轨压和喷油提前角对米勒系统船用柴油机燃烧和排放特性的影响;结果表明:米勒循环可以有效的降低柴油机NOx排放浓度,改善柴油机的排放性能,同时燃油消耗率有所下降。得出以排放性经济性为主要评价指标在推进特性工况的最佳米勒度。随着轨压、喷油提前角的增加,最高燃烧压力升高,燃油消耗率下降,排气温度增加,NOx排放浓度升高,Soot含量下降。（3）利用AVL-FIRE和GT-POWER仿真软件分别建立了该柴油机的三维燃烧室模型和一维整机模型,通过与试验数据对比验证了仿真模型的准确性。在此基础上进行了米勒循环的仿真研究,分析其对柴油机燃烧特性和NOx排放的影响。通过仿真计算,柴油机采用米勒循环时,随着米勒度增加,在空燃比不变的情况下,缸内最高燃烧压力下降,最高平均温度降低,滞燃期增加,CA50延后,燃烧持续期缩短,燃烧放热率所受影响十分显着,燃油消耗率降低,经济性得到改善,同时NOx浓度和分布空间减少,排放性得到显着改善,综合经济性和排放性,确定该柴油机的最佳米勒度为M60。在米勒系统柴油机仿真的基础上,研究了进气压力、喷油提前角和进气温度对其性能的影响。（4）利用所建立的仿真平台,进行了 EGR结合米勒循环的仿真研究,随着废气引入量（EGR率）的增大,柴油机的动力性和经济性有所下降,缸内最高温度和最高爆发压力下降,NOx排放量减少,Soot含量有所升高,燃烧起始点延后,滞燃期延长,燃烧持续期延长,燃烧重心后移。EGR率对柴油机性能影响在75%负荷,EGR率为0.2时最为明显,在所建的单缸试验台上进行了柴油机排气再循环（EGR）试验,并将试验数据与仿真结果进行了对比分析,两者变化趋势相同,试验验证了仿真的准确性。在此基础上,研究了米勒循环结合EGR技术对柴油机性能的影响,结果表明,米勒度不变时,EGR率的增加会降低缸内爆压和缸内温度。与此同时,EGR技术对缸内NOx生成量下降效果会因为结合了米勒循环技术而增大。本文通过改变压缩比和喷油提前角进一步优化柴油机性能,通过分析两者结合对柴油机缸内温度、压力及NOx生成等的影响确定了压缩比和喷油提前角。（5）进行了掺水燃烧仿真研究,计算分析了额定工况掺水乳化油和进气道喷水技术对缸内燃烧情况及动力性能、经济性能、排放性能的影响,并采用灰色理论和组合权重法确定了两种燃烧方式的最佳掺水比例,通过对两种掺水燃烧方式的适用范围进行对比分析,选择配制乳化油的方式分析其在变工况下的工作状态和适用性。当柴油机燃用乳化油时,随着掺水量的增加,缸内最高爆发压力、平均温度和尾燃温度均降低,排放降低,通过灰色决策理论分析得到最佳掺水比例为10%,此时功率较原机降低5.68%,折合油耗率降低6.54%,NOx排放量降低36.06%,Soot排放量降低5.99%。当柴油机采用进气道喷水时,最佳喷水流量为0.5kg/h,此时功率较原机升高6.13%,比油耗率降低5.79%,NOx排放量降低45.75%,Soot排放量降低33.34%。
余凯[10]（2018）在《生物乳化柴油在柴油机上的应用研究》文中提出柴油机因其较高的热效率和燃油经济性,在交通运输、采矿设备、农业机械等众多领域中有着广泛的应用。然而,柴油机尾气中的氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）、碳氢化合物（HC）以及一氧化碳（CO）是造成环境污染的主要污染物。在化石燃料日渐匮乏和排放法规越来越严苛的双重压力下,寻求可再生替代能源变得尤为重要。生物柴油是一种清洁的可再生替代燃料,它具有解决交通运输行业的环境污染和能源枯竭问题的潜力。柴油掺水乳化能同时有效地降低柴油机的NOx和PM排放,具有良好的环保效益。本文提出采用生物乳化柴油技术即利用动植物脂肪及餐厨废弃油为原料制成的生物柴油、水、乳化剂、丁醇与柴油混合来制备生物乳化柴油,并将其应用到柴油机上,在降低污染物排放的同时达到节省化石燃料的目的。本文基于电控高压共轨柴油机,分别在柴油机负荷特性试验、ESC稳态循环试验和船用主机推进特性试验下研究不同掺混比例的生物乳化柴油对柴油机性能的影响。柴油机负荷特性试验结果表明:生物乳化柴油EB10的有效燃油消耗率最低,随着掺混比例的增加,生物乳化柴油的经济性变差。与柴油相比,生物乳化柴油的有效功率都有一定程度的降低,在满负荷时EB10、EB15和EB20的有效功率较柴油依次降低1.88%、3.97%和4.92%。3种生物乳化柴油都能显着降低柴油机NOx排放,同时PM排放也有大幅度降低;生物乳化柴油的CO排放在低负荷和高负荷时较柴油略有增加,但总排放量较低,CO2排放量基本与柴油接近;EB10和EB20的HC排放在中高负荷时比柴油略高,但EB15的HC排放却比柴油低。ESC稳态循环试验结果表明:与柴油相比,生物乳化柴油EB10的有效燃油消耗率降低0.17%,但EB15和EB20的有效燃油消耗率比柴油分别增加1.30%和3.98%。生物乳化柴油EB10、EB15和EB20的NOx排放依次较柴油降低2.78%、6.60%、14.55%;经SCR后处理优化后,三者的NOx排放均在2.0g/kWh以下,满足国Ⅴ排放标准。B100、EB10、EB15和EB20的ESC试验加权烟度值分别比柴油降低56.42%、38.55%、52.51%和65.92%;生物乳化柴油EB10、EB15和EB20的HC排放分别比柴油增加10.64%、12.76%和17.02%;CO排放则依次降低15.38%、15.38%和12.82%。船用主机推进特性试验结果表明:生物乳化柴油EB10的有效燃油消耗率比柴油降低约1.65%,其经济性最好;EB15、EB20和B100的有效燃油消耗率分别比柴油增加1.46%、5.34%和9.65%。与柴油相比,在推进特性试验各工况下EB10、EB15、EB20和B100的有效功率Pe都有一定程度的降低,并且掺混比例越大,有效功率降低的越多。生物乳化柴油EB10、EB15和EB20的NOx排放比柴油依次降低12.03%、15.17%和16.78%;经SCR后处理优化后,NOx排放显着降低,均在2.0 g/kWh以下,满足TierⅢ排放标准。生物乳化柴油EB10、EB15和EB20的加权烟度值比柴油依次降低48.88%、66.48%和76.82%,CO排放与柴油基本上没有区别,但HC排放比柴油略高。从经济性、动力性和环保性方面看,3种生物乳化柴油中EB10是柴油替代燃料的最佳选择,不仅能保证柴油机的稳定运行,还能节省化石燃料以及降低NOx和碳烟等污染物排放,在车用柴油机和船用柴油机上的广泛使用意义深远。
二、柴油机掺水燃烧的试验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、柴油机掺水燃烧的试验研究（论文提纲范文）
（2）掺水燃烧对STC柴油机燃烧和排放特性的影响（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 计算模型 |
| 1.1 研究对象 |
| 1.2 燃烧室三维模型建立 |
| 1.3 CFD模型 |
| 1.4 计算初始边界参数 |
| 1.5 折合油耗率 |
| 1.6 计算模型验证 |
| 2 模拟计算方案 |
| 3 数值模拟结果与分析 |
| 3.1 燃烧特性对比分析 |
| 3.2 折合油耗率对比分析 |
| 3.3 排放特性对比分析 |
| 4 最佳掺水率决策与评估 |
| 4.1 灰色决策模型建立 |
| 4.2 决策目标赋权 |
| 4.3 最佳掺水率决策与分析 |
| 4.3.1 25%Pe0最佳掺水率的确定 |
| 4.3.2 75%Pe0最佳掺水率的确定 |
| 5 结论 |
（3）缸内喷水对柴油机燃烧及排放特性的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 进气道掺水燃烧技术 |
| 1.3 掺水乳化技术 |
| 1.4 缸内直接喷水技术 |
| 1.5 项目来源及支持 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 仿真模型的建立和标定 |
| 2.1 数值模拟基础 |
| 2.1.1 流体力学基本方程组 |
| 2.1.2 湍流模型 |
| 2.1.3 喷雾模型 |
| 2.1.4 燃烧模型 |
| 2.1.5 排放模型 |
| 2.2 数值仿真模型的建立 |
| 2.2.1 原机参数及试验设备介绍 |
| 2.2.2 三维模型的建立 |
| 2.2.3 运行工况及初始条件的设置 |
| 2.3 仿真模型的标定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 水油比对柴油机性能的影响 |
| 3.1 水油比对热负荷的影响 |
| 3.2 水油比对燃烧特性的影响 |
| 3.3 水油比对排放特性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 喷水参数对柴油机性能的影响 |
| 4.1 喷水压力对柴油机性能的影响 |
| 4.1.1 喷水压力对热负荷的影响 |
| 4.1.2 喷水压力对燃烧特性的影响 |
| 4.1.3 喷水压力对排放特性的影响 |
| 4.2 喷水温度对柴油机性能的影响 |
| 4.2.1 喷水温度对缸内温度和压力的影响 |
| 4.2.2 喷水温度对放热过程的影响 |
| 4.2.3 喷水温度对循环做功的影响 |
| 4.2.4 喷水温度对排放特性的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 喷水时刻对柴油机性能的影响 |
| 5.1 压缩冲程早期喷水对发动机性能的影响 |
| 5.1.1 喷水时刻对缸内流场的影响 |
| 5.1.2 喷水时刻对燃烧特性的影响 |
| 5.1.3 喷水时刻对循环做功的影响 |
| 5.1.4 喷水时刻对排放特性的影响 |
| 5.2 压缩冲程晚期喷水对发动机性能的影响 |
| 5.2.1 喷水时刻对缸内流场的影响 |
| 5.2.2 喷水时刻对燃烧特性的影响 |
| 5.2.3 喷水时刻对循环做功的影响 |
| 5.2.4 喷水时刻对排放特性的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间的科研成果 |
| 致谢 |
（4）乳化重油在1135柴油机上的试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 能源危机 |
| 1.1.2 内燃机排放和排放法规 |
| 1.2 重油概述 |
| 1.3 缸内掺水燃烧 |
| 1.3.1 进气加湿 |
| 1.3.2 缸内直接喷水 |
| 1.3.3 乳化油 |
| 1.4 乳化油技术 |
| 1.4.1 乳化油分类与制备 |
| 1.4.2 乳化油节油降污机理 |
| 1.4.3 乳化油国内外研究现状 |
| 1.5 课题研究意义及主要内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 课题研究内容 |
| 2 乳化重油主要性质及实验装置和方案 |
| 2.1 乳化重油主要性质 |
| 2.1.1 粘度 |
| 2.1.2 密度 |
| 2.1.3 热值 |
| 2.1.4 残炭、灰分和硫含量 |
| 2.1.5 稳定性 |
| 2.2 试验台架 |
| 2.2.1 发动机测控系统 |
| 2.2.2 水温油温控制系统 |
| 2.2.3 缸压数据采集系统 |
| 2.2.4 乳化重油/轻质柴油供油切换系统 |
| 2.3 排放测试设备及原理 |
| 2.3.1 烟气分析仪 |
| 2.3.2 不透光烟度计 |
| 2.4 试验方案与流程 |
| 2.4.1 试验方案 |
| 2.4.2 试验流程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 乳化重油与喷油系统匹配试验 |
| 3.1 乳化重油与喷油嘴匹配研究 |
| 3.1.1 燃油消耗率对比 |
| 3.1.2 NO_X排放对比 |
| 3.1.3 碳烟排放对比 |
| 3.1.4 CO排放对比 |
| 3.1.5 喷油嘴选择 |
| 3.2 乳化重油与供油提前角匹配研究 |
| 3.2.1 缸压曲线对比 |
| 3.2.2 燃油消耗率对比 |
| 3.2.3 NO_X排放对比 |
| 3.2.4 碳烟排放对比 |
| 3.2.5 CO排放对比 |
| 3.2.6 供油提前角的选择 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 不同乳化重油与轻质柴油对比试验 |
| 4.1 燃油消耗率对比 |
| 4.2 排气温度 |
| 4.3 排放特性 |
| 4.3.1 NO_X排放对比 |
| 4.3.2 碳烟排放 |
| 4.3.3 CO排放 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）掺水燃烧对相继增压柴油机性能影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 掺水燃烧技术现状 |
| 1.2.1 掺水燃烧反应机理 |
| 1.2.2 掺水燃烧技术国内外研究现状 |
| 1.3 相继增压技术的研究发展 |
| 1.3.1 相继增压技术 |
| 1.3.2 相继增压技术国内外研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 柴油机相继增压系统与掺水试验装置设计 |
| 2.1 试验装置 |
| 2.1.1 TBD234V6 型柴油机简介 |
| 2.1.2 试验主要测试设备 |
| 2.2 相继增压系统设计 |
| 2.2.1 相继增压进、排气管路系统改造设计 |
| 2.2.2 气动蝶阀控制系统设计 |
| 2.2.3 排烟管设计 |
| 2.2.4 气动蝶阀对进气流量的影响 |
| 2.2.5 相继增压系统柴油机切换点的确定 |
| 2.3 掺水燃油系统设计 |
| 2.4 掺水乳化油的配制 |
| 2.4.1 掺水乳化油 |
| 2.4.2 乳化剂的HLB值 |
| 2.4.3 乳化剂的选取与乳化油的配制 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 相继增压柴油机缸内仿真模型的建立 |
| 3.1 燃烧室三维模型建立与网格划分 |
| 3.1.1 燃烧室三维模型的建立 |
| 3.1.2 三维网格划分 |
| 3.2 仿真计算初始和边界条件的确定 |
| 3.2.1 缸内初始条件的设置 |
| 3.2.2 喷油初始条件的设置 |
| 3.2.3 缸内边界条件的设置 |
| 3.3 湍流模型 |
| 3.4 喷雾模型 |
| 3.4.1 破碎模型 |
| 3.4.2 蒸发模型 |
| 3.4.3 碰壁模型 |
| 3.5 燃烧模型 |
| 3.6 排放模型 |
| 3.6.1 NO排放模型 |
| 3.6.2 Soot排放模型 |
| 3.7 仿真计算模型的验证 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 掺水燃烧对相继增压柴油机性能影响的试验研究 |
| 4.1 试验方案 |
| 4.2 不同掺水率对相继增压柴油机动力性的影响 |
| 4.3 不同掺水率对相继增压柴油机经济性的影响 |
| 4.4 不同掺水率对相继增压柴油机排放性的影响 |
| 4.4.1 不同掺水率对相继增压柴油机涡前排温的影响 |
| 4.4.2 不同掺水率对相继增压柴油机NOx生成的影响 |
| 4.4.3 不同掺水率对相继增压柴油机Soot生成的影响 |
| 4.5 掺水燃烧性能评估及最优掺水率决策 |
| 4.5.1 多目标灰色决策模型的建立 |
| 4.5.2 决策目标决策权的赋值方法 |
| 4.5.3 最佳掺水率的确定与评估分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 掺水燃烧对相继增压柴油机性能影响的仿真研究 |
| 5.1 求解器的设置 |
| 5.2 循环供油量的确定 |
| 5.3 掺水率对相继增压柴油机性能影响的数值模拟分析 |
| 5.3.1 不同掺水率对相继增压柴油机燃烧性能分析 |
| 5.3.2 不同掺水率对相继增压柴油机排放性能分析 |
| 5.3.3 掺水燃烧对相继增压柴油机缸内温度场的影响 |
| 5.3.4 掺水燃烧对相继增压柴油机缸内O2 浓度场的影响 |
| 5.3.5 掺水燃烧对相继增压柴油机缸内NO浓度场的影响 |
| 5.3.6 掺水燃烧对相继增压柴油机缸内Soot浓度场的影响 |
| 5.4 相继增压柴油机最佳掺水率的确定 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在校期间发表的学术论文 |
（6）涡轮增压直喷汽油机进气管道喷水热力学原理分析和实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 发动机加水的实现方式和作用机制 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 燃油掺水乳化技术研究现状 |
| 1.3.2 缸内直接喷水技术研究现状 |
| 1.3.3 进气管道喷水技术研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 2 涡轮增压直喷汽油机进气管道喷水的热力学原理研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 涡轮增压直喷汽油机进气管道喷水的热力学原理研究 |
| 2.2.1 进气管道喷水的热力学过程分析 |
| 2.2.2 缸内热力学循环过程分析 |
| 2.3 涡轮增压直喷汽油机喷水技术减排机理的分析 |
| 2.3.1 汽油机有害排放物的生成机理 |
| 2.3.2 喷水技术的减排机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 涡轮增压直喷汽油机进气管道喷水的实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 喷水系统设计及测试 |
| 3.2.1 喷水系统整体方案设计 |
| 3.2.2 供水压力对喷水系统的影响 |
| 3.2.3 喷水系统喷雾特性MAP图 |
| 3.3 喷水系统性能验证 |
| 3.4 台架测试及结果分析 |
| 3.4.1 测试方法 |
| 3.4.2 进气管道喷水对涡轮增压直喷汽油机动力性能的影响 |
| 3.4.3 进气管道喷水对涡轮增压直喷汽油机燃油经济性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 涡轮增压直喷汽油机进气管道喷水的数值研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型建立与验证 |
| 4.2.1 发动机台架测试 |
| 4.2.2 模型基础理论 |
| 4.2.3 模型建立与验证 |
| 4.3 喷水对涡轮增压直喷汽油机热力学工作过程的影响 |
| 4.4 喷水对涡轮增压直喷汽油机热平衡的影响 |
| 4.4.1 真实循环与理想循环差异 |
| 4.4.2 热平衡分析结果 |
| 4.5 涡轮增压直喷汽油机性能优化 |
| 4.5.1 优化方案 |
| 4.5.2 优化方案效果对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 涡轮增压直喷汽油机进气管道喷水的可用能分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 可用能分析方法 |
| 5.2.1 基本概念和定义 |
| 5.2.2 可用能分析 |
| 5.3 结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 涡轮增压直喷汽油机进气管道喷水主要影响因素的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 研究方法 |
| 6.3 结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 论文主要研究工作及结论 |
| 7.2 论文的主要创新点 |
| 7.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读博士学位期间发表的论文 |
| B.作者在攻读博士学位期间申请的专利 |
| C.作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| D.作者在攻读博士学位期间所获奖励 |
| E.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（7）基于内部选择性非催化还原技术的复合喷射发动机机内净化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 发动机排放控制技术 |
| 1.2.1 机内净化技术 |
| 1.2.2 机外净化技术 |
| 1.3 发动机掺水燃烧技术研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 氨在汽车领域的应用及研究现状 |
| 1.4.1 氨的理化特性 |
| 1.4.2 氨的制取及存储 |
| 1.4.3 氨在汽车领域的研究现状 |
| 1.5 研究意义及主要研究内容 |
| 第2章 实验平台搭建与仿真平台介绍 |
| 2.1 实验设备及平台搭建 |
| 2.1.1 复合喷射发动机 |
| 2.1.2 燃烧与性能测试系统 |
| 2.1.3 排放测试系统 |
| 2.1.4 发动机控制系统 |
| 2.2 仿真平台及仿真工具软件 |
| 2.2.1 硬件平台 |
| 2.2.2 软件工具 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 发动机内部SNCR化学反应动力学研究 |
| 3.1 反应机理的选定 |
| 3.1.1 汽油表征燃料机理的选定 |
| 3.1.2 NO_x机理的选定 |
| 3.1.3 deNO_x机理的选定 |
| 3.2 氨水对PRF层流火焰速度的影响 |
| 3.3 氨水对PRF化学滞燃期的影响 |
| 3.4 氨水对主要燃烧中间产物的影响 |
| 3.4.1 氨水对OH的影响 |
| 3.4.2 氨水对H_2O_2的影响 |
| 3.4.3 氨水对HO_2的影响 |
| 3.4.4 氨水对H_2的影响 |
| 3.4.5 氨水对CO的影响 |
| 3.5 SNCR还原NO的影响因素 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 复合喷射发动机内部SNCR过程三维仿真研究 |
| 4.1 计算模型的建立及验证 |
| 4.1.1 基本控制方程 |
| 4.1.2 湍流模型 |
| 4.1.3 喷雾模型 |
| 4.1.4 能量堆积点火模型 |
| 4.1.5 SAGE燃烧模型 |
| 4.1.6 三维模型的建立 |
| 4.1.7 发动机三维计算模型验证 |
| 4.2 实验发动机缸内流场特征 |
| 4.2.1 发动机缸内速度场特征 |
| 4.2.2 发动机缸内湍动能场特征 |
| 4.3 直喷水量对燃烧历程场影响 |
| 4.3.1 不同直喷水量下H_2O_2场分布特征 |
| 4.3.2 不同直喷水量下OH场分布特征 |
| 4.3.3 不同直喷水量下CO场分布特征 |
| 4.3.4 不同直喷水量下当量比φ分布特征 |
| 4.3.5 不同直喷水量下温度场分布特征 |
| 4.4 不同氨水直喷策略对发动机内部SNCR的场影响 |
| 4.4.1 氨水浓度对NO_x的影响 |
| 4.4.2 氨水直喷时刻对NO_x的影响 |
| 4.4.3 氨水直喷位置对NO_x的影响 |
| 4.4.4 氨水温度对NO_x的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 复合喷射发动机内部SNCR实验研究 |
| 5.1 点火正时对发动机内部SNCR燃烧和排放特性的影响 |
| 5.1.1 点火正时对缸内燃烧的影响 |
| 5.1.2 点火正时对动力性能的影响 |
| 5.1.3 点火正时对气相排放的影响 |
| 5.1.4 点火正时对固相排放的影响 |
| 5.2 氨水直喷正时对发动机内部SNCR燃烧和排放特性的影响 |
| 5.2.1 氨水直喷正时对缸内燃烧的影响 |
| 5.2.2 氨水直喷正时对动力性能的影响 |
| 5.2.3 氨水直喷正时对气相排放的影响 |
| 5.2.4 氨水直喷正时对固相排放的影响 |
| 5.3 氨水喷射量对发动机内部SNCR燃烧和排放特性的影响 |
| 5.3.1 氨水喷射量对缸内燃烧的影响 |
| 5.3.2 氨水喷射量对动力性能的影响 |
| 5.3.3 氨水喷射量对气相排放的影响 |
| 5.3.4 氨水喷射量对固相排放的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 复合喷射发动机内部SNCR多目标寻优 |
| 6.1 问题提出 |
| 6.2 多目标优化相关概念 |
| 6.2.1 多目标优化问题 |
| 6.2.2 遗传算法 |
| 6.3 发动机内部SNCR多目标优化仿真工作流 |
| 6.3.1 发动机仿真设置方法 |
| 6.3.2 modeFRONTIER环境设置与优化 |
| 6.3.3 仿真模型标定 |
| 6.4 帕累托前沿与优化结果 |
| 6.4.1 帕累托前沿博弈 |
| 6.4.2 SNCR策略宽工况优化结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 全文总结及工作展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（8）含水量和离散水滴直径对掺水乳化柴油喷雾特性影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 掺水乳化燃料的国内外研究现状 |
| 1.3 基于缸内喷雾和燃烧过程的光学诊断技术 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 2 定容燃烧弹台架与掺水乳化柴油的制备 |
| 2.1 电加热式定容燃烧弹台架 |
| 2.2 蒸发喷雾试验过程 |
| 2.3 掺水乳化柴油的制备 |
| 2.4 本章小节 |
| 3 光学诊断方法与喷雾图像处理 |
| 3.1 高功率频闪LED光源 |
| 3.2 光学系统及试验工况设置 |
| 3.3 光学诊断方法对蒸发喷雾图像质量的影响 |
| 3.4 喷雾图像处理方法 |
| 3.5 本章小节 |
| 4 掺水乳化柴油蒸发喷雾特性研究 |
| 4.1 试验工况设置 |
| 4.2 含水量对掺水乳化柴油蒸发喷雾特性的影响 |
| 4.3 喷射压力对不同含水量掺水乳化柴油蒸发喷雾特性的影响 |
| 4.4 环境密度对不同含水量掺水乳化柴油蒸发喷雾特性的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 离散水滴直径对掺水乳化柴油蒸发喷雾特性的影响 |
| 5.1 试验工况设置 |
| 5.2 离散水滴直径对掺水乳化柴油蒸发喷雾过程的影响 |
| 5.3 喷射压力对不同离散水滴直径掺水乳化柴油蒸发喷雾的影响 |
| 5.4 环境密度对不同离散水滴直径掺水乳化柴油蒸发喷雾的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 全文总结及展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 全文展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 1(攻读学位期间发表论文目录) |
（9）低温燃烧对船用柴油机性能影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 船舶柴油机降低排放的技术路线 |
| 1.2.1 柴油机氮氧化物(NO_x)的生成机理 |
| 1.2.2 低NO_x燃烧路径分析 |
| 1.2.3 船用柴油机降低NO_x的技术措施 |
| 1.3 高压共轨技术 |
| 1.3.1 船用柴油机高压共轨燃油系统国外研究现状 |
| 1.3.2 船用柴油机高压共轨燃油系统国内研究现状 |
| 1.4 米勒循环技术发展概况 |
| 1.4.1 米勒循环在国外的发展现状 |
| 1.4.2 米勒循环在国内的发展现状 |
| 1.5 废气再循环技术(EGR)发展概况 |
| 1.5.1 废气再循环技术(EGR)国外研究现状 |
| 1.5.2 废气再循环技术(EGR)国内发展现状 |
| 1.6 掺水燃烧技术概述 |
| 1.6.1 掺水乳化油技术 |
| 1.6.2 喷水技术 |
| 1.6.3 掺水燃烧技术国内外研究现状 |
| 1.7 空气系统对燃烧过程的影响和发展现状 |
| 1.7.1 进气条件对燃烧过程的影响发展现状 |
| 1.7.2 相继增压技术对燃烧过程的影响发展现状 |
| 1.8 本文的主要研究内容 |
| 第2章 620单缸机多功能试验台设计 |
| 2.1 高压共轨燃油供给系统的组成和工作原理模型 |
| 2.1.1 控制系统ECU |
| 2.1.2 高压油泵 |
| 2.1.3 共轨管 |
| 2.1.4 电控喷油器 |
| 2.2 润滑系统 |
| 2.3 冷却系统 |
| 2.4 可调进气稳压系统 |
| 2.5 EGR系统设计 |
| 2.6 米勒循环设计 |
| 2.7 测试系统 |
| 2.8 620单缸机多功能试验台功能 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 船用柴油机采用米勒循环试验研究 |
| 3.1 推进特性米勒循环对柴油机性能的影响研究 |
| 3.2 推进特性燃油共轨压力对米勒循环柴油机性能的影响 |
| 3.3 推进特性喷油提前角对米勒循环柴油机性能的影响 |
| 3.4 负荷特性米勒循环对柴油机性能的影响 |
| 3.5 负荷特性轨压对米勒系统柴油机性能的影响 |
| 3.6 负荷特性喷油提前角对米勒循环柴油机性能的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 米勒循环对柴油机燃烧与排放影响的仿真研究 |
| 4.1 仿真模型的建立与验证 |
| 4.1.1 仿真软件的选型 |
| 4.1.2 仿真模型的建立 |
| 4.1.3 仿真模型网格的划分 |
| 4.1.4 初始条件及边界条件的确定 |
| 4.1.5 计算子模型选择 |
| 4.1.6 计算模型的验证 |
| 4.2 米勒循环对柴油机性能影响的数值模拟分析 |
| 4.2.1 米勒循环对柴油机动力性和经济性的影响 |
| 4.2.2 米勒循环对柴油机燃烧过程特征值的影响 |
| 4.2.3 米勒循环对柴油机排放特性的影响 |
| 4.2.4 米勒循环对缸内物理场和NO_x生成的影响 |
| 4.2.5 柴油机最佳米勒度的确定 |
| 4.3 参数变化对米勒循环柴油机燃烧与排放影响 |
| 4.3.1 单缸柴油机模型的建立 |
| 4.3.2 相继增压系统对米勒循环柴油机缸内燃烧特性和气体排放的影响 |
| 4.3.3 喷油提前角对米勒循环柴油机缸内燃烧特性和气体排放影响 |
| 4.3.4 进气温度对米勒循环柴油机缸内燃烧特性和气体排放的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 米勒循环结合EGR对柴油机性能影响的研究 |
| 5.1 EGR率对柴油机缸内燃烧过程的影响 |
| 5.1.1 EGR率对缸内物理场和NO_x生成的影响 |
| 5.1.2 EGR率对缸内燃烧温度和缸压的影响 |
| 5.1.3 EGR率对燃烧过程特征值的影响 |
| 5.1.4 EGR率对NO_x生成的影响 |
| 5.1.5 EGR率对柴油机功率和油耗的影响 |
| 5.2 进气温度对燃烧过程的影响 |
| 5.2.1 进气温度对缸内NO_x生成及物理场的影响 |
| 5.2.2 进气温度对NO_x生成的影响 |
| 5.2.3 进气温度对缸内温度和压力的影响 |
| 5.2.4 进气温度对EGR柴油机燃烧过程特征值的影响 |
| 5.3 废气再循环试验研究 |
| 5.3.1 单缸柴油机EGR试验及结果 |
| 5.3.2 试验与仿真预测结果对比 |
| 5.4 米勒循环与EGR相结合对柴油机燃烧过程的影响 |
| 5.4.1 米勒循环结合EGR对柴油机缸内物理场和NOx生成的影响 |
| 5.4.2 米勒循环结合EGR对柴油机缸内温度和压力的影响 |
| 5.4.3 米勒循环结合EGR对柴油机NO_x生成的影响 |
| 5.4.4 米勒循环结合EGR对柴油机功率和油耗的影响 |
| 5.4.5 米勒循环结合EGR对柴油机燃烧过程特征值的影响 |
| 5.5 压缩比与喷油提前角对柴油机性能影响研究 |
| 5.5.1 压缩比对柴油机燃烧过程以及NO_x排放的影响 |
| 5.5.2 喷油提前角结合压缩比对柴油机燃烧的影响 |
| 5.5.3 喷油提前角结合压缩比对柴油机NO_x生成的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 掺水燃烧对柴油机性能影响的仿真研究 |
| 6.1 掺水乳化油对柴油机性能影响研究 |
| 6.1.1 求解器的设置 |
| 6.1.2 当量循环供油量的确定 |
| 6.1.3 掺水乳化油对柴油机燃烧性能的影响 |
| 6.1.4 掺水乳化油对动力性和经济性的影响 |
| 6.1.5 掺水乳化油对排放性能的影响 |
| 6.1.6 掺水乳化油对缸内温度场及污染物分布的影响 |
| 6.2 进气道喷水对柴油机性能影响研究 |
| 6.2.1 进气道喷水的求解器设置 |
| 6.2.2 进气道喷水对燃烧过程各参数的影响 |
| 6.2.3 进气道喷水对柴油机动力性和经济性的影响 |
| 6.2.4 进气道喷水对排放的影响 |
| 6.2.5 进气道喷水对缸内温度场及污染物分布的影响 |
| 6.3 两种掺水方式的对比以及最佳掺水比的确定 |
| 6.3.1 掺水燃烧对柴油机性能指标的影响 |
| 6.3.2 灰色系统理论确定最佳掺水比 |
| 6.4 乳化燃油在变工况下对发动机性能的影响 |
| 6.4.1 燃烧特性 |
| 6.4.2 动力特性 |
| 6.4.3 经济特性 |
| 6.4.4 排放特性 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 附录A 620单缸机多功能试验设备及仪器一览表 |
| 附录B 凸轮轴设计图纸 |
（10）生物乳化柴油在柴油机上的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩写与符号 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 石油危机 |
| 1.1.2 空气污染 |
| 1.2 柴油机排放法规 |
| 1.2.1 车用柴油机排放法规 |
| 1.2.2 船用柴油机排放法规 |
| 1.3 课题研究目的及意义 |
| 1.4 柴油掺混和乳化技术国内外研究现状 |
| 1.4.1 柴油掺水乳化 |
| 1.4.2 柴油掺混生物柴油 |
| 1.4.3 柴油/生物柴油掺水乳化 |
| 1.4.4 柴油/生物柴油/丁醇掺水乳化 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 试验台架系统及研究方法 |
| 2.1 发动机试验台架系统 |
| 2.1.1 试验发动机 |
| 2.1.2 试验测控系统 |
| 2.1.3 NH_3-SCR后处理系统 |
| 2.2 试验燃油 |
| 2.2.1 引言 |
| 2.2.2 试验燃油制备系统 |
| 2.2.3 试验燃油及属性 |
| 2.3 试验参数定义 |
| 2.4 试验数据处理 |
| 2.4.1 比排放的计算 |
| 2.4.2 加权处理 |
| 2.5 试验过程和方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 负荷特性试验下生物乳化柴油对柴油机性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 燃烧特性 |
| 3.2.1 缸压和放热率 |
| 3.2.2 滞燃期和燃烧持续期 |
| 3.2.3 缸内燃烧温度 |
| 3.3 动力性和经济性 |
| 3.3.1 有效功率 |
| 3.3.2 有效燃油消耗率 |
| 3.4 排放特性 |
| 3.4.1 NO_x排放 |
| 3.4.2 PM排放和烟度 |
| 3.4.3 CO和 CO_2排放 |
| 3.4.4 HC排放 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 ESC试验下生物乳化柴油对柴油机性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ESC试验工况 |
| 4.3 NH_3-SCR后处理 |
| 4.4 ESC试验结果分析 |
| 4.4.1 缸压峰值和排气温度 |
| 4.4.2 动力性 |
| 4.4.3 经济性 |
| 4.4.4 NO_x排放 |
| 4.4.5 烟度 |
| 4.4.6 HC和 CO排放 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 推进特性试验下生物乳化柴油对柴油机性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 推进特性试验工况 |
| 5.3 燃烧特性 |
| 5.3.1 缸压和放热率 |
| 5.3.2 滞燃期和燃烧持续期 |
| 5.3.3 缸内燃烧温度 |
| 5.4 动力性和经济性 |
| 5.4.1 有效功率 |
| 5.4.2 有效燃油消耗率 |
| 5.4.3 有效热效率 |
| 5.5 排放特性 |
| 5.5.1 NO_x排放 |
| 5.5.2 烟度 |
| 5.5.3 CO排放 |
| 5.5.4 HC排放 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术成果 |
| 致谢 |
四、柴油机掺水燃烧的试验研究（论文参考文献）
- [1]掺水乳化油对船用柴油机性能影响优化分析[J]. 杨捷波,高占斌,宋佳,王彬彬,高敬博,卾新忠. 舰船科学技术, 2021(19)
- [2]掺水燃烧对STC柴油机燃烧和排放特性的影响[J]. 杨捷波,王尚鹏,高占斌,王彬彬,尹自斌,陈丹. 船舶工程, 2021(09)
- [3]缸内喷水对柴油机燃烧及排放特性的影响[D]. 张强. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]乳化重油在1135柴油机上的试验研究[D]. 但军. 大连理工大学, 2020(02)
- [5]掺水燃烧对相继增压柴油机性能影响研究[D]. 王尚鹏. 集美大学, 2020(07)
- [6]涡轮增压直喷汽油机进气管道喷水热力学原理分析和实验研究[D]. 陈斌. 重庆大学, 2019(01)
- [7]基于内部选择性非催化还原技术的复合喷射发动机机内净化研究[D]. 何丰硕. 吉林大学, 2019(02)
- [8]含水量和离散水滴直径对掺水乳化柴油喷雾特性影响研究[D]. 石书国. 华中科技大学, 2019(03)
- [9]低温燃烧对船用柴油机性能影响研究[D]. 高占斌. 哈尔滨工程大学, 2019
- [10]生物乳化柴油在柴油机上的应用研究[D]. 余凯. 上海交通大学, 2018(01)