一、80系列柴油机烟度排放及排放法规分析(论文文献综述)
韩睿钰[1](2021)在《喷油策略对柴油机瞬变工况排放性能影响的研究》文中认为柴油机在重型机械领域有广泛的应用。国Ⅵ法规对排放限值提出了严厉的要求,而在瞬变工况下柴油机排放较稳态工况下骤增。目前调整喷油策略可对排放进行有效控制,是降低排放的重要措施。本文基于一轻型柴油机,以恒转增扭瞬变工况为典型工况对柴油机进行试验,对车用柴油机宏观参数的变化规律进行了研究。并结合CONVERGE软件进行仿真研究,对柴油机缸内场的分布和瞬变工况的劣变进行研究并揭示其劣变机理,其中瞬变工况下的仿真模型边界条件以响应时间最短的油门开度信号为基准提取。依据劣变机理,通过调整喷油参数研究喷油策略对车用柴油机的燃烧特性及排放规律的影响。具体结论如下:(1)NOx和Soot的生成边界分别为温度T>2200K、当量比φ<1和T=1400K~2500K、φ>2。提前喷油正时,缸内最大温度Tmax增大,湍动能先小幅度减小后增大,缸内Tmax=1400K~2500K温度区间减小,Tmax>2200K的高温区间增大。在5°CA/ATDC时的缸内场中,随喷油正时提前,T>2200K区域急剧扩大,T=1400K~2500K扩大趋势不明显;O2浓度随着喷油正时的提前而降低;缸内速度场先增大后减小;缸内当量比φ>2区域先扩大后急剧减小;在φ<1区域较小。NOx排放量逐渐增高,颗粒物排放量先增加后减少。适当地提前喷油正时,可以得到折中的排放性能。(2)增加喷油压力,NOx排放增大,颗粒物排放减小。缸内Tmax=1400K~2500K温度区间减小。在5°CA/ATDC时的缸内场中,T>2200K区域小幅度扩大,T=1400K~2500K区域扩大较为明显,O2浓度随着喷油压力的增大而略有降低;缸内当量比φ>2区域减小,φ<1区域扩大。T=1400K~2500K区域扩大,φ>2区域减小,而Soot排放量减少,油气混合效果对抑制Soot的产生起着主要作用。在技术允许且在NOx排放限值内采用尽可能大的喷油压力可有效减少颗粒物的排放。(3)增加预喷-主喷间隔不会对NOx的排放造成影响。中小预-主喷间隔时增大预主喷间隔会使颗粒物排放降低。增大预-主喷间隔,-5°CA/ATDC曲轴转角时T>2200K的范围减小缸内氧浓度先减小后增大;缸内气体流速减小;缸内当量比φ<1区域增大。曲轴转角5°CA/ATDC下的缸内场中,缸内T>2200K高温区域和T=1400K~2500K温度区域范围先增大后减小;速度场呈现先增大后减小趋势;φ<1区域随预-主喷间隔的增大先缩小后增大;φ>2区域则先缩小后增大,但在20°CA到25°CA处变化不大,此时Soot的产生主要受温度边界条件影响。为了减少颗粒物的排放,应控制预-主喷间隔在15°CA到20°CA以内。(4)增大预喷率NOx排放增加,颗粒物排放降低。缸内Tmax=1400K~2500K与Tmax>2200K区间均呈现增大趋势;缸内预喷段的平均湍动能增大明显。曲轴转角5°CA/ATDC下的缸内场中,T>2200K和T=1400K~2500K区域呈现扩大趋势,当量比场中φ<1区域和φ>2区域均呈现减小趋势。折中选择10%~15%预喷率可得较好的NOx和颗粒物排放效果。(5)加入后喷后在主-后喷间隔曲轴转角内将有更多的氧气向着喷油区域扩散,并且卷吸作用对喷油末期的油气混合效果有很大的改善。主-后喷间隔增大时,NOx和颗粒物排放量先减小后增加。控制主后喷间隔15°CA左右可获得较好的NOx和颗粒物排放效果。随着后喷率的增大,NOx和颗粒物均减小,其中NOx减小幅度较小,接近无变化。缸内平均湍动能主喷段呈现减小趋势而后喷段呈现增加趋势;25°CA/ATDC下缸内场中速度场增强,温度分布T>2200K区域缩小。选取较大的后喷率可有效降低颗粒物的排放,同时也有利于降低NOx的排放。
余春伟[2](2021)在《EGR对两级增压柴油机及SCR性能影响》文中提出随着我国经济的快速发展,物流运输需求激增,柴油机因扭矩大、经济性好成为物流运输业的主流动力装备。但其排放的NOx与PM已成为当今主要的大气污染物。随着国VI排放法规的全面实施,研发具有超低排放且经济性高的柴油车辆,已成为科技工作者当前的重要科研内容。EGR和SCR是目前处理NOx排放的有效技术手段,探究EGR耦合SCR综合应用,开发具有稳定性好、经济性高的柴油机排气处理系统具有非常高的实践应用价值。本文以货运车辆广泛使用的两级增压高压共轨柴油机为试验对象,基于不同工况,研究EGR率和喷油压力对柴油机性能及排放的影响。研究表明:(1)EGR率的升高会导致Soot、燃油消耗率、排气温度增高,NOx、进气流量下降。(2)喷油压力的变化对进气流量、增压比的影响很小;在相同EGR率下,喷油压力越高其涡前温度越低;高负荷时,较大的喷油压力有利于减少Soot排放,而较小的喷油压力有利于减少NOx排放。(3)柴油机排气背压随着EGR率的升高而逐渐降低,转速负荷越高,其排气背压受EGR率变化的影响越大。基于SCR系统结构进行三维模型构建,设计了四种不同的混合器方案,研究同一工况下,不同EGR率时,混合器对SCR系统排气流动特性、排气温度及压力损失的影响。研究表明:(1)混合器的叶片角度和结构会影响SCR入口前端气流分布均匀性,并且随着排气流量的增大,其影响程度更高。(2)四种混合器方案在温度分布均匀性、压力分布上差别较小,但方案2的混合器后形成的气体流动扰动更强,湍流动能更大,这有利于排气与尿素水溶液的混合,能提高SCR整体的工作效率,综合比较方案2最优。(3)相同工况下EGR率越高,排气流量越小,SCR混合器后的湍流动能减少,不同混合器方案气流分布差异变小,SCR入口压力降低而温度升高。在柴油机性能及排放试验基础上,基于不同工况,研究了EGR率及氨氮比对SCR系统NOx转化效率的影响,并通过一维仿真软件,研究分析氨氮比及温度对SCR工作效率的影响。研究表明:(1)EGR率越高,SCR入口NOx的排放量越少,当喷射尿素水溶液后,SCR出口的NOx排放量随氨氮比的增加而逐渐减小。(2)NOx转换效率在氨氮比为0.8到1.1之间提升较快,1.1到1.2之间提升较慢。(3)仿真计算表明NOx的转化效率随温度先升高后降低;温度低于300℃时,NOx转换效率较低;在310~490℃时可获得较高的NOx转换效率;当SCR入口温度超过500℃后,随着温度的进一步升高,NOx的转化效率迅速降低。
陈文凯[3](2020)在《基于机器学习的柴油机DPF碳载量预测模型的构建及优化》文中研究表明国VI排放法规要求对以柴油机为原动机的移动机械的颗粒物排放实行严格的控制。在柴油机上安装颗粒捕集器(DPF),捕集颗粒并在适当时机(碳载量到达一定阈值)燃烧颗粒实现再生,是目前降低柴油机颗粒排放的重要技术途径。然而,实际车用柴油机的运行工况十分复杂,传统基于试验标定和构建压差模型的方法获得的DPF碳载量与实际值差距较大,导致DPF再生时机容易判定失准。本文采用基于数据驱动的机器学习算法来预测车用柴油机DPF碳载量。论文建立了柴油机排放测试系统,在非道路瞬态测试循环(NRTC)工况下模拟车用柴油机的路载工况,分析柴油机在NRTC循环下的工况特点、污染物(PM、NOx、HC等)排放情况以及后处理装置的效果。收集与颗粒物排放相关的各种发动机传感器数据,如转速、扭矩、排气温度、DPF氧浓度等,建立一个超过15万组数据的柴油机颗粒物排放数据集。对此数据集进行数据分析和处理后,运用梯度树算法和神经网络算法两类机器学习算法分别构建试验车用柴油机的颗粒物排放预测模型;结合两类模型分别在准确性和稳定性方面的优越性,采用自学习法进行模型融合,改善了机器预测模型的精度和泛化性。之后,通过分析NRTC循环下DPF内部碳烟的消耗,建立一个详细的DPF再生数学模型,并结合融合后的机器预测模型,构建DPF碳载量模型。最后基于粒子群优化算法,修正DPF碳载量模型的模型参数,并通过试验数据验证模型准确性。本文研究为准确预测车用柴油机DPF碳载量提供了新思路,为柴油机DPF的再生时机判定乃至柴油机后处理系统特别是控制策略的开发提供依据。
黄恒[4](2020)在《基于两相流的大型柴油机尾气净化理论与方法研究》文中研究表明本文以理论分析、数学建模、仿真计算、模拟实验和台架实验相结合的方法对大型柴油机的尾气颗粒净化进行了研究。提出了基于两相流理论的波形面水膜吸附柴油机尾气颗粒的分离净化理论与方法。论文建立了尾气在直管和弯管装置中的动力学模型,分析了尾气颗粒的分离与捕集效率。同时,通过ANSYS仿真分析了弯管装置的不同结构参数(管径、螺距、螺旋角度)对于排气阻力及捕集效率的影响。在此基础上,提出了排气阻力更小、捕集效率更高的波形吸附板单元组对颗粒物净化的创新理论与方法。论文研究了水膜吸附理论,并分别建立了水平水膜与竖直水膜对颗粒物的吸附模型。论文研究了水膜的形成机理,通过在波形吸附板上设计微孔使水渗出形成连续性水膜,建立了等压差水膜的形成与运动模型。论文搭建了实验平台进行了模拟实验和台架实验,验证了本文所提出的柴油机尾气颗粒净化理论与方法的有效性与可行性。论文研究的主要内容如下:首先,论文建立了尾气颗粒在直管和弯管中的动力学模型,通过理论计算得到了颗粒物在沉降过程中的影响因素。在此基础上,通过仿真分析及台架实验对比了二者对尾气颗粒沉降的影响。同时,分析了弯管各结构参数对颗粒物的捕捉效率以及排气阻力的影响。其次,论文研究了水膜对颗粒的吸附理论及方法。从水平水膜及竖直水膜两种情况分析了对尾气颗粒的碰撞吸附过程,建立了相应的吸附模型,得出水膜厚度与对尾气颗粒的吸附作用之间的关系。并针对被吸附的颗粒物,对其在在液体中的沉降过程进行了分析。此外,针对尾气颗粒与雾滴的碰撞分离过程建立模型,分析二者在碰撞后对于颗粒物沉降过程的影响。再次,论文提出并研究了波形吸附单元组对尾气颗粒净化的创新理论与方法。建立了等压差水膜的形成模型,并通过仿真分析了液滴在竖直板面的扩散过程,为形成连续性水膜提供了微孔排列方式的依据。此外,针对净化装置的再生需求,即水膜的再生,建立了水膜的动力学模型,研究了流体边界层对微孔内水流流动过程的影响,并分析了温度对再生过程的影响。最后,论文设计并制作了一种基于水膜吸附的尾气颗粒净化装置。通过对尾气颗粒的浓度及组成成分、尾气流速进行对比的模拟实验和柴油机台架实验验证了该装置对于尾气颗粒的分离净化的有效性。
宁黛宇[5](2020)在《柴油机空气系统协调控制策略研究》文中认为随着常规能源的日趋枯竭和排放法规日益严格,迫使内燃机朝着低污染、低油耗和高比功率的方向发展。为同时实现降低污染物排放和提高燃油经济性这两个目标:一方面,需要提高排气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)率控制氮氧化合物(Nitrogen Oxides,NOx)排放并保证空燃比从而控制微粒(Particulate matter,PM)排放;另一方面,通过精确匹配柴油机空气系统,优化排气背压从而降低柴油机的泵气损失是改善经济性的重要途径之一。传统的由固定截面增压器和EGR组成的空气系统,由于涡轮截面固定,实现柴油机全工况范围的排气背压优化存在较大困难。采用可变喷嘴涡轮增压器(Variable Nozzle Turbocharger,VNT)和EGR组成的空气系统,通过调节VNT开度,不仅可以提高柴油机的空燃比和EGR率,还可以通过调整VNT开度优化排气背压,改善柴油机经济性。EGR和VNT均由排气驱动,EGR率增加,则驱动涡轮的排气量减少,涡轮功率降低,导致增压压力降低,进气量减小。随着EGR率增大,需要减小VNT开度,提高增压压力和进气量。反之,则需要增加VNT开度。因此,EGR率控制需要同时控制VNT开度和EGR阀开度,但是EGR阀开度和VNT开度之间存在非线性关系。因此,提出基于进气歧管压力、进气质量流量的EGR与VNT协调控制策略。本文进行了如下研究:1)对EGR控制策略进行理论分析并基于MATLAB/Simulink建立EGR控制模型。EGR控制策略采用基于空气量与基于EGR阀位置的双闭环控制,保证了EGR控制系统的准确性与实效性。基于空气量的闭环控制包括EGR开环计算、目标空气量计算、PID自适应控制、监控与切换模块。基于EGR阀位置的闭环控制包括了EGR实际开度计算、PID自适应以及EGR占空比计算。2)对VNT开度的计算过程进行了理论分析并基于MATLAB/Simulink建立VNT控制模型。由于VNT柴油机空气系统的非线性和迟滞性将控制方式分为开环控制或开环与闭环共同控制。当柴油机处于瞬态工况时,通过开环控制计算出VNT开度,解决快速响应的需求。当柴油机处于稳态工况时,根据目标增压压力与实际增压压力的偏差进行PID闭环修正,计算出VNT增压器在当前工况下的开度。通过基于开度的闭环控制将VNT开度转换为占空比控制VNT增压器。将所设计的EGR控制策略模型和VNT控制策略模型与实验室自主开发的柴油机控制系统集成,并进行了台架测试,验证EGR与VNT控制策略的有效性。试验结果表明:EGR控制策略与增压控制策略能够在柴油机不同工况下,精确控制EGR率与增压开度,满足柴油机排放控制要求。通过EGR阀卡滞保护控制策略,能够有效监控EGR阀卡滞状态并在阀门卡滞后采取断电措施保护EGR阀。
黄超[6](2020)在《K盐负载铈锰催化剂制备及催化氧化柴油机碳烟特性的研究》文中提出柴油机由于其经济性好、动力性强和可靠性好等优点,被广泛应用于日常生活的各种交通工具。但是,柴油机的排气中含有多种污染物,包括未完全燃烧产生的CO、烃类、颗粒物(PM)和氮氧化物(NOx)等,严重危害人体的健康。因此,为了满足日益严格的排放法规,通过后处理技术来降低柴油机污染物具有重要的现实意义,而在各种后处理技术中,去除颗粒物最有效的是柴油机颗粒物捕集技术。碳烟颗粒的燃烧温度在600℃左右,而实际发动机运行过程中排气温度一般在150400℃,因此需要在DPF(Diesel Particulate Filter,DPF)上涂覆催化剂来降低碳烟的起燃温度。而氧化型催化剂可以显着降低碳烟的起燃温度,提高碳烟的催化氧化速率,从而实现DPF的被动再生。本文将不同K盐负载到铈锰催化剂上,制备了不同负载比的nKOH-Ce0.5Mn0.5O2和nKNO3-Ce0.5Mn0.5O2(n=0.05、0.2和0.5;n为摩尔比)催化剂。在不同的混合气氛围中(O2和O2/NO),运用热重分析仪考察了催化剂在不同反应气氛围下催化氧化碳烟的活性,并通过程序升温氧化对两种催化剂的稳定性进行了评价,筛选出了活性和稳定性都表现良好的nKNO3-Ce0.5Mn0.5O2催化剂。随后通过一系列的表征方法如XRD、O2-TPD、H2-TPR、XPS等对nKNO3-Ce0.5Mn0.5O2催化剂的理化特性和催化机理进行了探究。最后筛选出最佳负载比的0.2KNO3-Ce0.5Mn0.5O2催化剂进行台架试验,探索在实际过程中催化剂对柴油机排气的去除效果。本文的具体研究内容如下:(1)将KOH与KNO3分别负载到Ce0.5Mn0.5O2催化剂上,制备了不同K盐负载量的nK-Ce0.5Mn0.5O2催化剂,在不同的模拟气氛中,通过热重分析仪和程序升温氧化等对催化剂的活性和稳定性进行了评价。结果表明,K盐的负载使得催化剂的性能得到提升,但两种催化剂的催化能力存在区别,在O2/N2氛围下,由于KNO3的熔点较低,因此nKNO3-Ce0.5Mn0.5O2对碳烟的催化活性表现较为优异。在O2/NO氛围下,由于NO的存在,nKOH-Ce0.5Mn0.5O2催化剂的催化能力得到显着提升,催化活性要优于nKNO3-Ce0.5Mn0.5O2催化剂。在碳烟催化的过程中,nKNO3-Ce0.5Mn0.5O2催化剂中由于K2Mn4O8的存在起到了稳定催化剂的作用,表现出了较好的稳定性。(2)优选出活性和稳定性都较为良好的nKNO3-Ce0.5Mn0.5O2催化剂对其进行进一步研究,对催化剂进行了一系列表征和氧化动力学分析,探究KNO3负载对催化剂理化性质的影响。结果表明,KNO3的负载能够使少量K+进入晶格内部与铈锰固溶体发生协同作用,产生不同程度晶格缺陷和更多的氧空位,并且改变了碳烟和催化剂之间的接触状态,有利于不同氧物种之间的流动与转换,提升了催化剂的氧化还原能力。随着KNO3在Ce0.5Mn0.5O2催化剂上负载量的增加,碳烟的氧化温度随之降低,并且存在最佳负载量,当n=0.2时,催化剂的活性达到最佳,此时碳烟氧化所需要的活化能为18.37 kJ/mol,指前因子达到最大为98。(3)将Ce0.5Mn0.5O2和0.2KNO3-Ce0.5Mn0.5O2催化剂封装涂覆到DPF上,在实际排气氛围中对催化剂去除柴油机排气污染物的能力进行评价。结果表明,两种催化剂对CO、HC、NOx和PM四种排放物都有一定的去除效果。其中,0.2KNO3-Ce0.5Mn0.5O2对碳烟去除表现出较好的效果,最佳去除效率可达85.2%。Ce0.5Mn0.5O2和0.2KNO3-Ce0.5Mn0.5O2催化剂对于HC和CO的催化效果相近,最佳去除效率均能达到85%以上。0.2KNO3-Ce0.5Mn0.5O2对NOx的平均去除效率为22.1%,要优于Ce0.5Mn0.5O2的NOx平均去除率11.3%。
刘长铖[7](2020)在《车用增压柴油机能量流与(?)流分析及能效优化》文中研究说明面对日益紧张的能源供求关系及严苛的能效法规,进一步提升传统车用内燃机能效成为了促进内燃机科技发展的最大动力。为满足节能减排这一重大需求,针对本领域研究存在的问题,本课题以某车用增压柴油机为研究对象,借助增压柴油机测控系统、一维及三维仿真平台,开展了能量流与(?)流的分析及能效优化研究。确定了能量流与(?)流分布特征、变化规律以及边界参数对其影响机制。探讨了利用边界参数协同控制实现车用柴油机能效提高的途径。本文开展的主要研究工作和所获结论概要如下:(1)建立了高精度、快速响应的增压柴油机测控系统、一维及三维仿真平台,可实现柴油机动力、热力、燃烧等参数的快速精准测量,满足柴油机能量流及(?)流的研究需求。构建了以余能可用系数、能量及(?)敏感度、能量及(?)畸变系数、有效热效率(以下简称热效率)、(?)效率、缸内(?)损率等参数为主要定量化指标的增压柴油机能量流及(?)流的分析与评价方法。(2)基于能量流及(?)流分析与评价方法,明确了增压柴油机全工况能量流及(?)流分布特征。通过试验手段研究了边界参数对排气及传热余能可用性的影响。主要结论包括以下几点:1)在全工况区域内柴油机低能效区与低负荷区基本重合,高能效区多集中在中等转速下的高负荷区,热效率与(?)效率的最大值分别约为43.5%和41%,全工况范围内负荷小于15%工况下的热效率均小于30%;2)排气能量及排气(?)功率呈相似的分布特征,高转速高负荷区是排气余能回收的重点区域,高负荷工况下的排气余能可用系数较高;3)全工况传热能量及传热(?)占比的分布特征基本一致。传热余能可用系数几乎不受转速的影响且正相关于负荷。高转速高负荷区是传热余能回收的重点区域,而在低转速低负荷区应避免“过度冷却”效应;4)高(?)损区与低负荷区基本重合,特别是在高转速的低负荷区,(?)损失占比甚至超过50%,中等转速的高负荷区(?)损失占比最低,最低值约为30%;5)强化缸内混合气在燃烧过程中的高温及稀燃特征,可有效抑制缸内(?)损失;6)适当地减小高温工质与冷却液之间的有限温差可有效地降低传热余能可用系数,而强化缸内低温及快速燃烧特征可有效地降低排气余能可用系数。(3)采用实验与仿真相结合的研究手段,调节进气温度、冷却液温度、EGR率、喷射正时及喷射压力。探究了边界参数对增压柴油机工作过程中能量及(?)平衡关系、能量与(?)敏感度、能量与(?)变化历程、缸内(?)损失的影响。主要结论包括以下几点:1)进气温度由30℃增至70℃,柴油机能效及(?)损失占比均降低,而排气项占比、传热项占比均升高。低负荷工况及低进气温度下有效功对进气温度的敏感度较高。进气温度对缸内(?)损失影响的根本原因在于对局部温度的影响;2)冷却液温度由50℃增至90℃,传热项占比显着减小而能效提升,B75工况下传热能量占比降低了4.05%,而热效率提升1.99%。冷却液温度对缸内(?)损失的影响较为微弱。在中高冷却液温度下的有效功敏感度最高;3)EGR率由5%增至30%,能效先增加后减少,(?)损失占比先减少后增加,均在约10%EGR率附近取得变化曲线的转折。EGR对缸内(?)损失影响的根本原因在于对局部温度及当量比的影响;4)随喷射正时的提前,柴油机能效有所提升。有效功对靠前的喷射正时敏感度较高。喷射正时对于增压柴油机(?)损失影响的根本原因在于对缸内局部温度的影响;5)增压柴油机能效正相关于喷射压力。相比喷射正时,喷射压力对各部分能量流及(?)流占比的影响较弱。有效功对喷射压力的敏感度较小。喷射压力对于缸内(?)损失影响的根本原因在于对局部当量比的影响;6)对于不同工况,基于边界参数主动控制的能效优化方向具有相似的特征,即低进气温度,高冷却液温度,低EGR率、靠前的喷射正时及高喷射压力。(4)在典型的增压柴油机瞬变工况下,调整加载时间、进气温度、冷却液温度、EGR阀开度等边界参数。探究边界参数对增压柴油机瞬变工况下能量流及(?)流的影响机制,包括:能量及(?)平衡关系、能量及(?)畸变特征等。在此基础上,利用分段加载策略探究了增压柴油机瞬变工况能效优化方法。主要结论包括以下几点:1)加载过程中热效率及(?)效率均呈先升高后降低的趋势,排气项与传热项占比均呈逐渐降低的趋势。短加载时间下的能量流及(?)流畸变最为显着,3s加载结束时的热效率较7s加载结束时的热效率低约6%。瞬态工况下,出现了显着的燃料不完全燃烧损失项,导致了瞬变过程的能量流畸变、能效下降;2)随进气温度升高,相同加载时间下柴油机能效降低,排气项及传热项占比均有所升高。低进气温度有助于抑制柴油机加载过程中能效的畸变;3)随冷却液温度升高,相同加载时间下的柴油机能效提升,传热项占比显着降低,而不完全燃烧损失及(?)损失占比的变化不明显。高冷却液温度下的有效功畸变系数较小。强化瞬变过程中传热系统的绝热特征可有效提升柴油机能效;4)相比其它的边界参数,EGR阀开度对柴油机瞬变过程能量流及(?)流的影响最大。EGR及进气迟滞的叠加效应大幅延缓了瞬变过程中柴油机各部分能量及(?)的响应性,随EGR阀开度的增加,响应的延迟程度、能量及(?)畸变系数均增大;5)在分段加载策略中,不同加载要素中对能效的影响由重至轻分别为:首段加载时间、停滞时间、第二段加载时间。较长的首段加载及停滞时间有助于各部分能量与(?)畸变系数的降低及柴油机能效的提升。(5)开展了面向能效最优化的边界参数协同优化工作。根据能效最优的增压柴油机关键边界参数协同原则,获得最优能效及其解集,通过博弈的方式择取兼顾排放的能效最优解。主要结论包括以下几点:1)在不同优化工况下,最优能效及其解的分布相对集中,普遍具有低EGR率、高冷却液温度及低进气温度的特征;2)在兼顾排放的能效最优解中,随负荷升高,EGR率向低EGR率方向推进,进气温度向高温方向推进,而冷却液温度却变化不大;3)与低负荷工况相比,高负荷工况具有更高的能效优化潜力,优化工况1~3下能效优化幅度分别为1.5%,1.8%及2.3%。
何春晖[8](2020)在《柴油机喷雾撞壁分区燃烧系统优化研究》文中认为面对能源紧缺和环境污染的巨大压力,非道路用柴油机排放法规日益苛刻。为了满足更高的排放要求,迫切需要以较低的成本和较为简单的技术对非道路用柴油机进行优化升级。柴油机燃烧系统“油(燃油喷射系统)、气(气流运动)、室(燃烧室)”的合理匹配对燃烧过程具有重要影响。通过柴油机燃烧室的结构优化寻求合理的油气组织,提高空气利用率,改善喷雾在燃烧室内的空间分布和雾化效果,促进燃油和空气快速混合,从而提升油气混合的质量,实现柴油机的高效清洁燃烧。因此,非道路用柴油机燃烧系统在“油、气、室”合理优化和匹配方面存在很大的潜力,具有重要的实践价值。本文以四缸非道路用柴油机为研究对象,通过燃烧室的结构优化设计,提出了一种引导喷雾撞壁的燃烧系统。首先,探究了模型的网格尺寸、时间步长对缸内压力的影响规律,并对缸内压力、放热率及排放物的试验与仿真结果进行了验证;其次,以缸内气流运动、喷雾发展、混合气的形成及燃烧排放过程为研究重点,利用AVL-FIRE软件对柴油机工作过程进行了数值模拟。最后,基于正交设计法探究了不同评价指标下的最优燃烧系统参数组合方案。针对不同几何形状的喷雾撞壁燃烧室和原机在2200r/min、100%负荷工况下开展了多维数值仿真。结果表明:喷雾撞壁分区燃烧系统能够有效提高缸内的空气利用率,增加喷雾的扩散体积和油气的接触面积,使燃油在燃烧室空间内分布更加合理;改善燃油的雾化质量和加快油气混合速率,形成了较为均匀的混合气,促使燃烧更加完善,大幅度降低了Soot的排放量;与原机相比,喷雾撞壁分区燃烧系统的滞燃期短,放热率峰值较低;随碰撞台开口度的减小燃烧始点提前,缸内压力和放热率峰值逐渐降低,减少了预混合燃烧,增加了扩散燃烧;在整个燃烧过程中的缸内平均温度和累积放热率都较高;随着碰撞台开口度的变大,NO排放量升高,Soot排放量降低。通过运用正交设计法对喷雾撞壁分区燃烧系统进行多参数协同优化,探究各个参数对喷雾撞壁分区燃烧系统燃烧过程及排放性能的影响程度和规律。结果表明:当以Soot排放为优化目标时,喷孔夹角和喷油压力是主要影响因素,最佳的参数优化组合方案为:喷孔夹角154°、喷油压力110MPa、喷油正时347°CA、涡流比2;当以NO排放为优化目标时,喷油正时和涡流比是主要影响因素,最佳的参数优化组合方案为:喷孔夹角152°、喷油压力90MPa、喷油正时351°CA、涡流比1.2;当以F值为优化目标时,涡流比和喷孔夹角是主要影响因素,最佳的参数优化组合方案为:喷孔夹角154°、喷油压力90MPa、喷油正时347°CA、涡流比2;当以Pmax为优化目标时,喷油正时和喷油压力是主要影响因素,最佳的参数优化组合方案为:喷孔夹角154°、喷油压力110MPa、喷油正时347°CA、涡流比2。
解昕撙[9](2020)在《煤基合成柴油/丁醇混合燃料对压燃式发动机燃烧及排放的影响》文中指出能源危机和环境污染是目前人类社会面临的两大挑战,而汽车行业的飞速发展也受排放法规和油耗法规的制约,因此应用清洁替代燃料,实现内燃机的高效清洁燃烧显得尤为重要。本文依托吉林省自然科学基金-基于煤基合成柴油的内燃机高效清洁燃烧技术研究,针对煤基合成柴油(CTL)和含氧燃料正丁醇在掺混和双燃料喷射两种混合方式下进行燃烧边界条件的优化,试图寻找适合CTL及其与正丁醇的混合燃料的最佳燃烧边界条件协同控制策略,探究其对NOx和微粒排放的改善潜力。本研究通过自行改造的增压单缸压燃式发动机,建立试验研究测控平台,开发模拟增压中冷系统、EGR控制系统及双燃料喷射控制系统,实现发动机进气及缸内燃烧边界条件的主动控制和调节,开展不同比例的CTL/正丁醇混合燃料在不同EGR、喷油参数等燃烧边界下的燃烧及排放特性研究。研究结果表明:1.燃用正丁醇/CTL混合燃料,有利于提高缸内最高压力和放热率,进而提高发动机的热效率,但是压力升高率也明显增大。随着正丁醇掺混比例的增加,混合燃料的滞燃期延长,烟度和CO排放得到改善,但NOx和HC排放有所升高。掺混正丁醇燃料对改善微粒数量有十分积极的影响,且在大负荷工况改善效果更好,D10燃料(正丁醇掺混比为10%)与CTL燃料在大负荷时相比,总微粒数量浓度、核态微粒数量浓度、积聚态微粒数量浓度降低幅度分别达到:89.4%、75.5%、92.8%。并且对正丁醇/CTL混合燃料使用微粒捕集器,总微粒的捕集效率在90%以上?2.适当提前喷油和提高喷射压力,均有利于缸内最高压力的提高,对改善发动机热效率有积极的影响。虽然使NOx排放有所提高,但对微粒排放有很好的抑制作用。引入EGR可以在烟度增加不明显的情况下,大幅度的降低NOx排放,且正丁醇/CTL混合燃料相较于单一CTL燃料有着更好的EGR耐受性。3.对正丁醇/CTL混合燃料进行EGR协同喷油时刻的优化结果表明,最佳NOxPM排放点为EGR率为20-30%之间,喷油时刻为5°-7°CA BTDC,本研究得到的D10燃料的最佳优化点相较于CTL基准点的NOx排放降低26.9%,微粒数量浓度降低44%。4.正丁醇/CTL双燃料喷射发动机随EGR和喷油时刻的影响规律和掺混方式下的规律大体相同,增加正丁醇喷射比例可以降低微粒排放并提高其对EGR的耐受性,但会引起HC和CO排放的明显升高。30%比例的正丁醇/CTL双燃料喷射发动机的最佳NOx-PM优化点,相较于单一CTL优化基准点,NOx排放降低37%,微粒数量浓度降低51%。5.对正丁醇/CTL掺混和双燃料喷射两种混合方式排放对比分析,可以发现双燃料喷射方式下的NOx排放较低,且在大EGR的条件下,双燃料喷射方式下微粒数量浓度也较低,但是此方式下的HC排放和CO排放量显着高于掺混方式。
成文浩[10](2020)在《矿用无轨胶轮车排放物检测系统研究与应用》文中进行了进一步梳理胶轮车排放物中的碳烟和有害气体关乎煤矿安全和工作人员的健康,随着矿用无轨胶轮车在煤矿生产中的广泛应用,胶轮车排放物检测显得尤为重要。相较于道路机动车辆,井下巷道狭窄且空间有限,矿用胶轮车排放物通常显示出高烟度值、高有害气体和高水分含量等特点。传统排放检测设备无法在一次采样中完成所有待检测项,且采样口易发生碳烟积聚,因此用于无轨胶轮车排放物的检测系统研究对矿井安全具有非常重要的意义。首先提出了适用于无轨胶轮车的排放物检测系统,可同时进行烟度检测和废气分析。其中烟度检测采用透射式烟度计,废气分析采用红外光谱法。排放物检测系统由分流检测模块、反吹清洁模块和采样模块组成,其中反吹清洁模块通过反向进气,可去除积聚在采样管道内的碳烟。排放物颗粒捕集装置采用四层滤层捕集碳烟颗粒,减少碳烟进入尾气分析仪内腔。采样探头采用环形磁体设计,避免了人为误操作导致的排放物检测结果失真。通过碳烟颗粒捕集装置捕集性能仿真分析,对比不同滤层精度下的平均捕集效率,对捕集装置进行结构优化设计。首先建立排放物颗粒捕集装置三维模型并进行网格划分,通过有限元分析软件Fluent对颗粒捕集装置的内部流场和颗粒捕集性能进行数值模拟。仿真结果表明,胶轮车排放物经颗粒捕集装置后,碳烟颗粒大幅减少,实现了对碳烟颗粒的有效捕集,平均捕集效率可达69%。对比加装颗粒捕集装置前后同一无轨胶轮车排放物烟度检测数据,通过捕集性能试验对颗粒捕集装置的捕集效率进行验证。采集无轨胶轮车排放物检测数据,对比排放安全限值,判定胶轮车井下作业安全性。结果表明,加装颗粒捕集装置后胶轮车排放物的光吸收系数约为不加装的69.8%,与捕集性能数值模拟结果一致,排放物检测系统为胶轮车排放物检测、安全运行和日常检修提供一定技术参考依据。利用多元回归法分析胶轮车排放物和动力的检测数据,研究二者间相关性,得出理想拟合方程,由此建立矿用无轨胶轮车动力性评估的多元回归模型,并通过试验对动力评估模型进行验证。结果表明,动力模型可有效评估车辆的最大底盘输出功率,且模型评估误差不超过±5%。
二、80系列柴油机烟度排放及排放法规分析(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、80系列柴油机烟度排放及排放法规分析(论文提纲范文)
(1)喷油策略对柴油机瞬变工况排放性能影响的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 能源与环境问题 |
1.1.2 排放法规 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 瞬变工况 |
1.2.2 柴油机燃油喷射技术研究 |
1.3 研究内容 |
第2章 瞬变工况研究平台构建 |
2.1 试验平台构建 |
2.2 数值仿真平台构建 |
2.2.1 Converge软件简介 |
2.2.2 计算模型的建立 |
2.2.3 数值模拟计算参数及数学模型的确定 |
2.2.4 数值模型的验证 |
2.3 本章小结 |
第3章 喷油策略对瞬变工况影响的试验研究 |
3.1 研究方案 |
3.1.1 研究方案确定 |
3.1.2 试验方案设计 |
3.2 喷油正时对柴油机瞬变工况性能影响的试验研究 |
3.2.1 喷油正时对柴油机瞬变过程参数的影响 |
3.2.2 喷油正时对柴油机瞬变排放性能的影响 |
3.2.3 喷油正时策略对柴油机瞬变性能劣变的控制 |
3.3 喷油压力对柴油机瞬变工况性能影响的试验研究 |
3.3.1 喷油压力对柴油机瞬变过程参数的影响 |
3.3.2 喷油压力对柴油机瞬变排放性能的影响 |
3.3.3 喷油压力策略对柴油机瞬变性能劣变的控制 |
3.4 多次喷射对柴油机瞬变工况性能影响的试验研究 |
3.4.1 预-主喷间隔对柴油机瞬态工况性能的影响 |
3.4.2 预喷率对柴油机瞬态工况性能的影响 |
3.4.3 主-后喷间隔对柴油机瞬态工况性能的影响 |
3.4.4 后喷率对柴油机瞬态工况性能的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 喷油策略对瞬变工况影响的仿真研究 |
4.1 喷油正时对柴油机瞬变工况性能影响的仿真研究 |
4.1.1 喷油正时对柴油机燃烧性能的影响 |
4.1.2 喷油正时对柴油机排放性能的影响 |
4.2 喷油压力对柴油机瞬变工况性能影响的仿真研究 |
4.2.1 喷油压力对柴油机燃烧性能的影响 |
4.2.2 喷油压力对柴油机排放性能的影响 |
4.3 多次喷射对柴油机瞬变工况性能影响的仿真研究 |
4.3.1 预喷对柴油机瞬态工况性能的影响 |
4.3.2 后喷对柴油机瞬态工况性能的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 全文总结 |
5.1 全文总结 |
5.2 工作展望 |
参考文献 |
参加科研情况 |
致谢 |
(2)EGR对两级增压柴油机及SCR性能影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 柴油机主要污染物的排放控制技术 |
1.2.1 柴油机排气中NOx和PM的来源 |
1.2.2 柴油机NOx和PM的处理技术选择 |
1.2.3 废气在循环技术(EGR) |
1.2.4 两级增压技术 |
1.2.5 SCR技术简介 |
1.3 SCR国内外研究现状 |
1.3.1 SCR国外研究现状 |
1.3.2 SCR国内研究现状 |
1.4 本课题主要的研究内容 |
1.5 本课题技术路线及创新点 |
1.5.1 技术路线 |
1.5.2 创新点 |
第二章 柴油机试验研究及仿真模型构建 |
2.1 柴油机SCR试验台架介绍 |
2.1.1 试验台架介绍 |
2.1.2 测试设备介绍 |
2.2 试验方法 |
2.3 SCR仿真模型的构建及处理 |
2.3.1 基本数学方程 |
2.3.2 三维模型介绍 |
2.3.3 模型验证 |
2.4 本章小结 |
第三章 EGR耦合两级增压对柴油机性能和排放影响研究 |
3.1 两级增压柴油机性能与排放试验 |
3.1.1 两级增压柴油机外特性 |
3.1.2 两级增压柴油机的万有特性 |
3.1.3 两级增压柴油机的瞬时放热率 |
3.1.4 两级增压柴油机的缸内压力 |
3.2 EGR和喷油油压对柴油机性能的影响 |
3.2.1 EGR和喷油压力对柴油机进气流量的影响 |
3.2.2 EGR和喷油压力对增压比的影响 |
3.2.3 EGR和喷油压力对空燃比的影响 |
3.2.4 EGR和喷油压力对涡前温度的影响 |
3.2.5 EGR和喷油压力对柴油机BSFC的影响 |
3.3 EGR和喷油压力对柴油机排放特性的影响 |
3.3.1 EGR和喷油压力对NOx排放的影响 |
3.3.2 EGR和喷油压力对Soot排放的影响 |
3.3.3 EGR和喷油压力对CO排放的影响 |
3.4 EGR和喷油油压对柴油机排气温度及背压的影响 |
3.4.1 EGR和喷油压力对柴油机排气温度的影响 |
3.4.2 EGR和喷油压力对柴油机排气背压的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 混合器对柴油机SCR装置流动特性影响仿真研究 |
4.1 混合器方案设计 |
4.2 不同混合器方案对比分析 |
4.2.1 不同混合器方案对气流均匀性的影响 |
4.2.2 不同混合器方案对湍流动能的影响 |
4.2.3 不同混合器方案对温度均匀性的影响 |
4.2.4 不同混合器方案对压力分布对比的影响 |
4.3 本章小结 |
第五章 EGR对柴油机SCR性能的影响研究 |
5.1 一维SCR数值模拟 |
5.1.1 模型构建 |
5.1.2 模型验证 |
5.2 EGR率及氨氮比对SCR性能的影响研究 |
5.2.1 50%负荷时EGR率及氨氮比对SCR性能的影响 |
5.2.2 100%负荷时EGR率及氨氮比对SCR性能的影响 |
5.3 温度及氨氮比对SCR性能的影响研究 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
(3)基于机器学习的柴油机DPF碳载量预测模型的构建及优化(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 柴油机碳烟的生成与控制 |
1.2.1 柴油机碳烟颗粒的生成与成长 |
1.2.2 柴油机DPF工作机理 |
1.3 柴油机DPF碳载量标定及优化研究 |
1.3.1 基于试验的标定方法 |
1.3.2 基于模型的标定方法 |
1.3.3 DPF碳载量模型的优化研究 |
1.4 机器学习研究现状与应用 |
1.4.1 梯度树模型研究现状 |
1.4.2 梯度树模型在内燃机的应用 |
1.4.3 神经网络模型研究现状 |
1.4.4 神经网络模型在内燃机的应用 |
1.5 进化算法研究现状与应用 |
1.5.1 进化算法研究现状 |
1.5.2 进化算法在内燃机的应用 |
1.6 本论文的研究意义及主要内容 |
1.6.1 研究意义 |
1.6.2 研究路线 |
1.6.3 研究内容 |
第二章 柴油机试验系统及排放后处理设备 |
2.1 概述 |
2.2 试验系统 |
2.2.1 试验台架 |
2.2.2 试验用柴油机 |
2.2.3 试验仪器 |
2.3 排放测试设备 |
2.4 试验柴油机后处理设备 |
2.4.1 柴油机后处理样件及基本参数 |
2.4.2 碳烟传感器与后处理设备关系 |
2.5 本章小结 |
第三章 柴油机试验系统瞬态排放试验研究 |
3.1 概述 |
3.2 柴油机颗粒物排放特性分析 |
3.3 试验系统在瞬态试验循环工况下的分析 |
3.3.1 非道路瞬态试验循环工况的规定 |
3.3.2 试验系统瞬态循环工况的研究 |
3.3.3 试验系统瞬态循环工况下对排放物的影响 |
3.4 DOC装置对试验系统瞬态循环工况下排放物的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于机器学习的柴油机碳排放量模型构建 |
4.1 概述 |
4.2 机器学习算法构建预测模型的常规思路 |
4.3 基于梯度树算法的柴油机碳排放量模型构建 |
4.3.1 数据清洗和转换处理 |
4.3.2 梯度树算法模型构建及分析 |
4.4 基于神经网络的柴油机碳排放量模型构建 |
4.4.1 深度神经网络模型对柴油机碳烟排放质量的预测分析 |
4.4.2 循环神经模型对柴油机碳烟排放质量的预测分析 |
4.4.3 模型融合对柴油机碳排放量模型预测结果的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 考虑DPF再生的柴油机碳载量模型构建与优化 |
5.1 概述 |
5.2 柴油机试验系统DPF再生数学模型的构建 |
5.3 柴油机试验系统DPF碳载量仿真模型的构建与分析 |
5.4 柴油机试验系统DPF碳载量模型的优化研究 |
5.4.1 粒子群算法的原理及优化思路 |
5.4.2 优化后DPF碳载量模型的试验验证 |
5.5 小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
符号与缩写 |
致谢 |
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
(4)基于两相流的大型柴油机尾气净化理论与方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景和意义 |
1.2 尾气处理技术国内外发展现状 |
1.2.1 尾气净化技术发展现状 |
1.2.2 尾气颗粒过滤捕集技术现状 |
1.2.3 基于两相流的尾气颗粒净化研究现状 |
1.3 课题来源 |
1.4 论文采用的研究方法 |
1.5 本文的结构和主要研究内容 |
第二章 柴油机尾气的两相流理论 |
2.1 引言 |
2.2 流体的分析及计算模型 |
2.2.1 流体的流动状态研究 |
2.2.2 气固两相流的分类及参数分析 |
2.2.3 两相流的研究方法 |
2.3 柴油机尾气的组成和形成机理研究 |
2.4 柴油机尾气的两相流分析 |
2.4.1 尾气的动力学特征方程 |
2.4.2 两相流条件下尾气颗粒的受力分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 基于两相流的尾气颗粒弯管分离研究 |
3.1 引言 |
3.2 尾气颗粒的形态观测 |
3.2.1 试验仪器和材料 |
3.2.2 尾气颗粒的取样 |
3.2.3 显微镜下的颗粒物形态研究 |
3.3 尾气颗粒的动力学模型 |
3.3.1 尾气颗粒的受力分析 |
3.3.2 尾气两相流在管道中的沉降模型 |
3.3.3 直管颗粒的动力学模型 |
3.3.4 弯管颗粒的动力学模型 |
3.3.5 弯管颗粒的碰撞效率优化 |
3.4 尾气颗粒运动过程的仿真分析 |
3.4.1 管道几何模型的建立 |
3.4.2 管道网格划分 |
3.4.3 初始条件的设置 |
3.4.4 仿真过程与结果分析 |
3.5 弯管颗粒的碰撞分离实验 |
3.5.1 试验台架的搭建 |
3.5.2 试验过程与方法 |
3.5.3 试验结果与分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 柴油机尾气颗粒的水膜吸附理论研究 |
4.1 引言 |
4.2 吸附作用的性质及特点 |
4.2.1 吸附的分类及特点 |
4.2.2 物理吸附的计算 |
4.2.3 水对颗粒的吸附研究 |
4.3 水膜对尾气颗粒的吸附过程与模型研究 |
4.3.1 水平水膜与颗粒的碰撞-吸附模型 |
4.3.2 垂直水膜与尾气颗粒的碰撞吸附过程 |
4.3.3 垂直水膜与颗粒的吸附模型 |
4.3.4 颗粒在液体中沉降的动力学模型 |
4.4 颗粒物-雾滴混合分离模型 |
4.5 本章小结 |
第五章 微孔渗透吸附水膜的形成理论研究 |
5.1 引言 |
5.2 等压差水膜形成的理论模型 |
5.2.1 等压差水膜吸附方法的提出 |
5.2.2 小孔渗流的影响因素分析 |
5.2.3 等压差水膜的形成模型 |
5.3 等压差水膜形成的仿真分析 |
5.3.1 曲面板吸附单元几何模型的建立 |
5.3.2 初始条件的设置 |
5.3.3 仿真结果及分析 |
5.4 等压差水膜的形成及特点 |
5.5 等压差水膜的再生模型 |
5.5.1 水膜的受力分析 |
5.5.2 水膜的动力学模型 |
5.5.3 边界层对流体流动的影响 |
5.5.4 温度对水膜运动的影响研究 |
5.6 本章小结 |
第六章 尾气净化装置研制与试验分析 |
6.1 引言 |
6.2 水膜吸附净化装置的设计与制作 |
6.3 净化装置模拟尾气实验 |
6.3.1 模拟试验台架的搭建 |
6.3.2 试验方案 |
6.3.3 试验结果与分析 |
6.4 柴油机台架实验 |
6.4.1 试验台架的搭建 |
6.4.2 试验方法与步骤 |
6.4.3 试验结果与分析 |
6.5 本章小结 |
全文总结与展望 |
1 主要工作与结论 |
2 创新点 |
3 工作展望与建议 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(5)柴油机空气系统协调控制策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 能源紧缺和环境污染问题 |
1.2 柴油机相关排放法规 |
1.3 柴油机的排放控制技术 |
1.3.1 前处理技术 |
1.3.2 后处理技术 |
1.3.3 排放技术路线 |
1.4 EGR与增压技术的国内外研究现状 |
1.4.1 国内VNT-EGR技术研究现状 |
1.4.2 国外的研究现状 |
1.5 空气系统协调控制策略的研究内容与意义 |
1.5.1 论文研究内容 |
1.5.2 论文的研究意义 |
第二章 柴油机EGR控制策略研究 |
2.1 柴油机EGR系统的选择 |
2.1.1 柴油机常用EGR系统的分类 |
2.1.2 EGR系统的控制方式 |
2.2 EGR率的计算 |
2.3 EGR阀开度控制策略的研究 |
2.3.1 EGR开度值计算 |
2.3.2 EGR阀占空比计算 |
2.4 本章小结 |
第三章 增压系统控制策略研究 |
3.1 增压开环控制 |
3.2 增压压力目标值计算 |
3.2.1 静态目标值计算 |
3.2.2 动态修正 |
3.2.3 目标增压压力限制 |
3.3 增压PID调节模块计算 |
3.3.1 增压PID控制参数计算 |
3.3.2 增压压力控制偏差计算 |
3.3.3 增压压力计算及控制方式选择 |
3.3.4 增压开度限制 |
3.3.5 增压信号噪声处理 |
3.4 增压压力监控 |
3.4.1 工作区域监控模块 |
3.4.2 永久控制偏差监控 |
3.4.3 冷启动监控 |
3.4.4 系统故障监控 |
3.5 VNT占空比计算 |
3.6 本章小结 |
第四章 EGR与 VNT控制策略试验分析 |
4.1 模型仿真软件与硬件平台的介绍 |
4.1.1 MATLAB软件介绍 |
4.1.2 ETA平台介绍 |
4.1.3 硬件平台 |
4.2 试验装置与方法 |
4.2.1 试验用发动机 |
4.2.2 实验用主要仪器设备 |
4.2.3 试验方法 |
4.3 EGR阀卡滞监测与保护试验 |
4.3.1 EGR阀不同位置卡滞时电流变化情况 |
4.3.2 EGR阀在全关位置卡滞时占空比变化情况 |
4.4 不同大气压下EGR率对柴油机排放的影响 |
4.4.1 不同EGR率对排放的影响 |
4.4.2 不同VNT开度对排放的影响 |
4.5 本章总结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
附录 A 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(6)K盐负载铈锰催化剂制备及催化氧化柴油机碳烟特性的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.2 柴油机排气颗粒物(PM)和氮氧化物(NO_x)的生成及危害 |
1.2.1 氮氧化物的生成及危害 |
1.2.2 颗粒物的生成及危害 |
1.3 柴油机的排放法规 |
1.4 柴油机排放控制技术 |
1.4.1 缸内控制技术 |
1.4.2 颗粒物的机外净化 |
1.4.3 氮氧化物的机外净化 |
1.4.4 PM-NO_x的同时催化降低技术 |
1.5 同时催化降低柴油机PM和 NO_x的催化剂种类及发展状况 |
1.5.1 贵金属催化剂 |
1.5.2 金属氧化物催化剂 |
1.5.3 碱金属和碱土金属复合氧化物催化剂 |
1.6 本文主要研究内容 |
第二章 催化剂的活性评价与表征 |
2.1 试验原料与设备 |
2.1.1 化学试剂 |
2.1.2 试验气体及设备 |
2.1.3 试验颗粒物的采集 |
2.2 催化剂活性及稳定性评价试验 |
2.2.1 热重分析试验 |
2.2.2 活化能的评价 |
2.2.3 催化剂稳定性评价试验 |
2.3 催化剂的结构表征 |
2.3.1 X射线粉末衍射测试 |
2.3.2 比表面积和孔结构测试 |
2.3.3 X射线光电子能谱测试 |
2.3.4 激光拉曼光谱测试 |
2.4 催化剂的性能表征 |
2.4.1 氢气程序升温还原测试 |
2.4.2 一氧化氮程序升温脱附测试 |
2.4.3 氧气程序升温脱附测试 |
2.5 本章小结 |
第三章 K盐负载对催化剂活性及稳定性的影响研究 |
3.1 不同K盐负载的Ce_(0.5)Mn_(0.5)O_2催化剂制备 |
3.2 不同K盐负载Ce_(0.5)Mn_(0.5)O_2催化剂对碳烟氧化活性的影响 |
3.2.1 KNO_3负载Ce_(0.5)Mn_(0.5)O_2催化剂对碳烟氧化活性的影响 |
3.2.2 KOH负载Ce_(0.5)Mn_(0.5)O_2催化剂对碳烟氧化活性的影响 |
3.2.3 K盐种类对碳烟氧化活性的影响比较 |
3.3 一氧化氮程序升温脱附 |
3.4 K盐负载Ce_(0.5)Mn_(0.5)O_2催化剂对碳烟氧化稳定性的研究 |
3.5 稳定性评价试验前后催化剂的结构分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 KNO_3负载的催化剂对碳烟催化活性的影响分析 |
4.1 KNO_3负载Ce_(0.5)Mn_(0.5)O_2催化剂的表征结果分析 |
4.1.1 KNO_3负载后对催化剂晶型结构的影响 |
4.1.2 KNO_3负载后对催化剂的氧化还原性能的影响 |
4.1.3 KNO_3负载后对催化剂氧脱附性能的影响 |
4.1.4 KNO_3负载后对催化剂元素价态的影响 |
4.1.5 KNO_3负载后催化剂的氧空位分析 |
4.2 KNO_3负载催化剂后碳烟的氧化动力学分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 DPF负载催化剂前后柴油机的性能试验研究 |
5.1 试验DPF装置的制备 |
5.1.1 催化器载体和涂层的选择 |
5.1.2 催化剂的制备与封装 |
5.2 试验台架及设备 |
5.3 柴油机的试验工况 |
5.3.1 DPF压降特性试验 |
5.3.2 负荷特性试验 |
5.4 结果与分析 |
5.4.1 不同催化剂负载的DPF加载试验 |
5.4.2 负荷对DPF压降特性的影响 |
5.4.3 柴油机烟度排放特性 |
5.4.4 柴油机NO_x排放特性 |
5.4.5 柴油机CO排放特性 |
5.4.6 柴油机HC排放特性 |
5.5 本章小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
(7)车用增压柴油机能量流与(?)流分析及能效优化(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 能源紧缺现状 |
1.1.2 环境问题现状 |
1.2 高效内燃机的关键技术 |
1.2.1 柴油机喷射及配气技术 |
1.2.2 新型燃烧模式 |
1.2.3 燃烧室结构优化及可变压缩比技术 |
1.2.4 废气余能回收技术 |
1.2.5 新型热力循环 |
1.3 内燃机能量流及(?)流 |
1.4 国内外内燃机的能量流及(?)流研究现状 |
1.4.1 国内外内燃机的能量流研究现状 |
1.4.2 国内外内燃机的(?)流研究现状 |
1.5 目前研究存在的问题 |
1.6 本文的研究内容及目标 |
第2章 研究平台的构建与理论基础 |
2.1 研究平台的构建 |
2.1.1 研究用柴油机介绍 |
2.1.2 增压柴油机试验测控平台的构建 |
2.1.3 增压柴油机三维仿真模型构建与验证 |
2.1.4 增压柴油机一维仿真模型构建与验证 |
2.2 基于热力学定律的增压柴油机能量及(?)分析方法 |
2.2.1 热力学分析模型 |
2.2.2 能量分析方法 |
2.2.3 (?)分析方法 |
2.2.4 (?)损失分析方法 |
2.3 能量及(?)评价方法 |
2.4 本章小结 |
第3章 车用增压柴油机能量流及(?)流分布特征 |
3.1 研究方案 |
3.2 热效率与(?)效率分布特征 |
3.3 排气能量及排气(?)分布特征 |
3.4 传热能量及传热(?)分布特征 |
3.5 (?)损失分布特征 |
3.6 边界参数对余能可用性的影响 |
3.7 本章小结 |
第4章 边界参数对车用增压柴油机能量流及(?)流的影响 |
4.1 研究方案 |
4.2 进气温度对增压柴油机能量流及(?)流的影响 |
4.2.1 进气温度对能量平衡及(?)平衡的影响 |
4.2.2 能量及(?)对进气温度的敏感程度分析 |
4.2.3 进气温度对能量及(?)变化历程的影响 |
4.2.4 进气温度对缸内(?)损失的影响 |
4.3 冷却液温度对增压柴油机能量流及(?)流的影响 |
4.3.1 冷却液温度对能量平衡及(?)平衡的影响 |
4.3.2 能量及(?)对冷却液温度的敏感程度分析 |
4.3.3 冷却液温度对能量及(?)变化历程的影响 |
4.3.4 冷却液温度对缸内(?)损失的影响 |
4.4 EGR率对增压柴油机能量流及(?)流的影响 |
4.4.1 EGR率对(?)平衡的影响 |
4.4.2 EGR率对能量及(?)变化历程的影响 |
4.4.3 EGR率对缸内(?)损失的影响 |
4.5 喷射正时对增压柴油机能量流及(?)流的影响 |
4.5.1 喷射正时对能量平衡及(?)平衡的影响 |
4.5.2 能量及(?)对喷射正时的敏感程度分析 |
4.5.3 喷射正时对能量及(?)变化历程的影响 |
4.5.4 喷射正时对缸内(?)损失的影响 |
4.6 喷射压力对增压柴油机能量流及(?)流的影响 |
4.6.1 喷射压力对能量平衡及(?)平衡的影响 |
4.6.2 能量及(?)对喷射压力的敏感程度分析 |
4.6.3 喷射压力对能量及(?)变化历程的影响 |
4.6.4 喷射压力对缸内(?)损失的影响 |
4.7 本章小结 |
第5章 车用增压柴油机瞬变过程能量流及(?)流分析 |
5.1 瞬变工况的研究基础 |
5.1.1 典型瞬变工况的选取 |
5.1.2 研究方案 |
5.1.3 瞬变过程中传热量的确定 |
5.1.4 瞬变过程中未燃燃料量的确定 |
5.2 加载时间对增压柴油机瞬变过程能量流及(?)流的影响 |
5.2.1 不同加载时间下的能量平衡及(?)平衡 |
5.2.2 不同加载时间的燃烧边界参数响应及燃烧特征 |
5.2.3 不同加载时间下的能量及(?)畸变系数 |
5.3 进气温度对增压柴油机瞬变过程能量流及(?)流的影响 |
5.3.1 不同进气温度下的能量平衡及(?)平衡 |
5.3.2 不同进气温度的燃烧边界参数响应及燃烧特征 |
5.3.3 不同进气温度下的能量及(?)畸变系数 |
5.4 冷却液温度对增压柴油机瞬变过程能量流及(?)流的影响 |
5.4.1 不同冷却液温度下的能量平衡及(?)平衡 |
5.4.2 不同冷却液温度的燃烧边界参数响应及燃烧特征 |
5.4.3 不同冷却液温度下的瞬变能量及(?)畸变系数 |
5.5 EGR阀开度对增压柴油机瞬变过程能量及(?)的影响 |
5.5.1 不同EGR阀开度下的能量平衡及(?)平衡 |
5.5.2 不同EGR阀开度的燃烧边界参数响应及燃烧特征 |
5.5.3 不同EGR阀开度下的瞬变能量流及(?)流畸变系数 |
5.6 分段加载策略对增压柴油机瞬变过程能量及(?)的影响 |
5.6.1 不同分段加载策略下的能量平衡及(?)平衡 |
5.6.2 不同分段加载策略的燃烧边界参数响应及燃烧特征 |
5.6.3 不同分段加载策略下的能量及(?)畸变系数 |
5.7 本章小结 |
第6章 基于能效最优的增压柴油机关键边界参数协同优化 |
6.1 优化理论基础 |
6.1.1 遗传算法 |
6.1.2 优化工具与优化思路 |
6.2 关键边界参数协同优化的研究基础 |
6.2.1 优化工况与最优解的选取 |
6.2.2 关键边界参数的DOE |
6.2.3 数据拟合结果分析 |
6.3 优化结果分析 |
6.3.1 工况1 的优化结果分析 |
6.3.2 工况2 的优化结果分析 |
6.3.3 工况3 的优化结果分析 |
6.3.4 综合优化结果分析 |
6.4 本章小结 |
第7章 全文工作总结与展望 |
7.1 全文工作总结 |
7.2 本文的创新点 |
7.3 工作展望 |
参考文献 |
作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
致谢 |
(8)柴油机喷雾撞壁分区燃烧系统优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 非道路用柴油机排放法规及升级优化路线 |
1.3 柴油机燃烧系统国内外研究现状 |
1.3.1 柴油机燃烧室形状的研究现状 |
1.3.2 喷雾碰撞燃烧系统的研究现状 |
1.4 本文的主要研究工作 |
第二章 柴油机燃烧过程数值模拟基础理论 |
2.1 计算流体力学基本控制方程 |
2.1.1 质量守恒方程 |
2.1.2 动量守恒方程 |
2.1.3 能量守恒方程 |
2.1.4 组分守恒方程 |
2.2 湍流数学模型 |
2.3 喷雾模型 |
2.3.1 喷雾模型基本控制方程 |
2.3.2 破碎模型 |
2.3.3 蒸发模型 |
2.3.4 湍流扩散模型 |
2.3.5 碰壁模型 |
2.3.6 粒子相互作用模型 |
2.4 燃烧模型 |
2.5 排放模型 |
2.5.1 NO排放模型 |
2.5.2 碳烟排放模型 |
2.6 本章小结 |
第三章 柴油机燃烧模型的建立与验证 |
3.1 台架试验装置 |
3.2 柴油机的主要参数 |
3.3 燃烧模型的建立 |
3.3.1 燃烧室几何模型的建立 |
3.3.2 网格划分 |
3.3.3 数值计算参数设定 |
3.3.4 初始边界条件的设定 |
3.3.5 计算模型选择 |
3.4 模型验证 |
3.4.1 模型网格尺寸的验证 |
3.4.2 模型时间步长的验证 |
3.4.3 模型缸压和放热率的验证 |
3.4.4 排放模型的验证 |
3.5 本章小结 |
第四章 燃烧及排放物生成的多维数值模拟 |
4.1 喷雾撞壁分区燃烧系统的提出及设计 |
4.2 不同几何形状燃烧室对速度场的影响 |
4.3 不同几何形状燃烧室对浓度场的影响 |
4.4 不同几何形状燃烧室对温度场的影响 |
4.5 不同几何形状燃烧室对NO分布的影响 |
4.6 不同几何形状燃烧室对Soot分布的影响 |
4.7 不同几何形状燃烧室对燃烧排放的影响 |
4.8 本章小结 |
第五章 基于正交设计的燃烧系统参数优化 |
5.1 正交设计法 |
5.2 正交方案设计 |
5.3 结果分析 |
5.3.1 评价指标为Soot的结果分析 |
5.3.2 评价指标为NO的结果分析 |
5.3.3 评价指标为F的结果分析 |
5.3.4 评价指标为P_(max)的结果分析 |
5.4 最佳匹配方案 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文工作总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间学术成果 |
(9)煤基合成柴油/丁醇混合燃料对压燃式发动机燃烧及排放的影响(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 能源危机与环境污染 |
1.2 内燃机新型燃烧模式 |
1.3 CTL燃料研究进展 |
1.4 含氧燃料研究进展 |
1.4.1 醇类燃料 |
1.4.2 酯类燃料 |
1.4.3 醚类燃料 |
1.5 双燃料喷射研究进展 |
1.6 本文主要研究内容 |
第2章 试验研究平台建立及测试分析方法 |
2.1 试验平台的搭建 |
2.2 发动机燃油喷射控制系统 |
2.3 燃烧采集分析与排放测试系统 |
2.4 试验燃料 |
2.5 本章小结 |
第3章 正丁醇/CTL混合燃料燃烧及颗粒物排放特性研究 |
3.1 正丁醇/CTL混合燃料燃烧及颗粒物排放特性 |
3.1.1 正丁醇/CTL混合燃料的燃烧特性 |
3.1.2 正丁醇/CTL混合燃料的排放特性 |
3.1.3 正丁醇/CTL混合燃料的颗粒物排放特性及DPF捕集特性 |
3.1.3.1 正丁醇/CTL混合燃料的颗粒物排放特性 |
3.1.3.2 正丁醇/CTL混合燃料的DPF捕集特性 |
3.2 喷油正时对正丁醇/CTL混合燃料燃烧及颗粒物排放的影响 |
3.2.1 不同喷油时刻下的燃烧特性 |
3.2.2 不同喷油时刻下的排放特性 |
3.2.3 不同喷油时刻下颗粒物排放特性 |
3.3 喷射压力对正丁醇/CTL混合燃料燃烧及颗粒物排放的影响 |
3.3.1 不同喷射压力下的燃烧特性 |
3.3.2 不同喷射压力下的排放特性 |
3.3.3 不同喷射压力下的颗粒物排放特性 |
3.4 EGR对正丁醇/CTL混合燃料燃烧及颗粒物排放的影响 |
3.4.1 EGR对正丁醇/CTL混合燃料燃烧的影响 |
3.4.2 EGR对正丁醇/CTL混合燃料排放的影响 |
3.4.3 EGR对正丁醇/CTL混合燃料颗粒物排放的影响 |
3.5 燃油喷射时刻协同EGR对正丁醇/CTL混合燃料的排放优化 |
3.6 本章小结 |
第4章 正丁醇/CTL双燃料喷射燃烧边界条件优化 |
4.1 CTL喷射时刻对双燃料发动机燃烧及排放的影响 |
4.1.1 CTL喷油时刻对双燃料发动机燃烧的影响 |
4.1.2 CTL喷油时刻对双燃料发动机排放的影响 |
4.1.3 CTL喷油时刻对双燃料发动机颗粒物排放的影响 |
4.2 EGR对正丁醇/CTL双燃料发动机的影响 |
4.2.1 EGR对正丁醇/CTL双燃料发动机燃烧的影响 |
4.2.2 EGR对正丁醇/CTL双燃料发动机排放的影响 |
4.2.3 EGR对正丁醇/CTL双燃料发动机颗粒物排放的影响 |
4.3 燃烧边界条件对正丁醇/CTL双燃料喷射发动机优化 |
4.4 正丁醇/CTL掺混及双燃料喷射两种燃烧方式的排放对比 |
4.5 本章小结 |
第5章 全文总结及未来工作展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 未来工作展望 |
参考文献 |
作者简介 |
致谢 |
(10)矿用无轨胶轮车排放物检测系统研究与应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 排放检测技术研究动态 |
1.2.2 颗粒捕集装置研究动态 |
1.3 课题主要研究内容 |
1.4 本章小结 |
第二章 胶轮车排放物检测系统设计 |
2.1 无轨胶轮车性能在线检测线 |
2.2 矿用胶轮车井下排放特性分析 |
2.2.1 胶轮车排放物生成机理 |
2.2.2 排放物井下分布规律 |
2.3 矿用胶轮车排放物检测方案 |
2.3.1 胶轮车排放尾气分析方案 |
2.3.2 胶轮车排放烟度检测方案 |
2.4 排放物检测系统构架 |
2.4.1 分流检测模块 |
2.4.2 反吹清洁模块 |
2.4.3 采样模块 |
2.5 本章小结 |
第三章 采样模块优化设计 |
3.1 颗粒捕集装置结构设计 |
3.1.1 颗粒捕集装置技术要求 |
3.1.2 颗粒捕集装置滤层结构 |
3.2 颗粒捕集装置结构优化 |
3.2.1 CFD流体理论 |
3.2.2 模型建立与边界条件 |
3.2.3 单相流流场仿真结果分析 |
3.2.4 气固两相流分析 |
3.2.5 捕集装置滤网参数优化 |
3.3 采样探头优化设计 |
3.4 负压采样模拟分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 胶轮车排放物检测试验 |
4.1 试验方案及设备 |
4.1.1 矿用无轨胶轮车 |
4.1.2 烟度检测设备 |
4.1.3 尾气分析仪 |
4.2 颗粒捕集装置性能试验 |
4.3 胶轮车排放合格试验 |
4.4 本章小结 |
第五章 胶轮车动力评估模型 |
5.1 胶轮车黑烟故障分析 |
5.2 建立动力评估模型 |
5.2.1 排放多因素回归分析 |
5.2.2 建立动力评估方程 |
5.3 动力评估试验 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
四、80系列柴油机烟度排放及排放法规分析(论文参考文献)
- [1]喷油策略对柴油机瞬变工况排放性能影响的研究[D]. 韩睿钰. 吉林大学, 2021(01)
- [2]EGR对两级增压柴油机及SCR性能影响[D]. 余春伟. 昆明理工大学, 2021(01)
- [3]基于机器学习的柴油机DPF碳载量预测模型的构建及优化[D]. 陈文凯. 上海交通大学, 2020(01)
- [4]基于两相流的大型柴油机尾气净化理论与方法研究[D]. 黄恒. 华南理工大学, 2020
- [5]柴油机空气系统协调控制策略研究[D]. 宁黛宇. 昆明理工大学, 2020(05)
- [6]K盐负载铈锰催化剂制备及催化氧化柴油机碳烟特性的研究[D]. 黄超. 江苏大学, 2020(02)
- [7]车用增压柴油机能量流与(?)流分析及能效优化[D]. 刘长铖. 吉林大学, 2020(08)
- [8]柴油机喷雾撞壁分区燃烧系统优化研究[D]. 何春晖. 江苏大学, 2020(02)
- [9]煤基合成柴油/丁醇混合燃料对压燃式发动机燃烧及排放的影响[D]. 解昕撙. 吉林大学, 2020(08)
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