基于數(shù)值方法和試驗(yàn)方法的雙燃料柴油機(jī)研究

分析不同天然氣/柴油燃料比對天然氣和柴油雙燃料的共軌柴油機(jī)性能和排放水平的影響。結(jié)合數(shù)值方法和試驗(yàn)方法對雙燃料柴油機(jī)進(jìn)行研究，旨在通過評估計(jì)算流體力學(xué)方法的潛力預(yù)測這種雙燃料柴油機(jī)的運(yùn)行特征。

試驗(yàn)驗(yàn)證計(jì)算流體力學(xué)的方法，重點(diǎn)是確認(rèn)不同天然氣/柴油燃料比的發(fā)動機(jī)在運(yùn)行過程中的主要問題。為找到雙燃料燃燒期間的關(guān)鍵特征，明確預(yù)先混合的甲烷空氣混合氣介質(zhì)中典型的火焰?zhèn)鞑?，使用?jì)算流體力學(xué)方法是非常適用的。在對有效試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)方法逐步改進(jìn)數(shù)值研究，結(jié)合純數(shù)值研究預(yù)測出最具挑戰(zhàn)性的問題，探測將天然氣/燃油燃料比增加時(shí)最有益的效果。

試驗(yàn)和數(shù)值方法的對比結(jié)果表明，氣缸壓力對于不同的比率表現(xiàn)出類似的趨勢。

將試驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算流體力學(xué)方法得到的結(jié)果結(jié)合，得到全面分析氣缸中充入不同比率的天然氣/柴油時(shí)雙燃料模式下柴油發(fā)動機(jī)的響應(yīng)。試驗(yàn)和數(shù)值方法都表明，天然氣比例為50%時(shí)，雙燃料發(fā)動機(jī)和全部使用柴油的發(fā)動機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)相似，均表現(xiàn)為精益燃燒。當(dāng)增加天然氣比例（達(dá)到70%～90%）時(shí)，由于混合燃料中天然氣的突然消耗導(dǎo)致壓力劇增，使發(fā)動機(jī)接近爆燃情況。試驗(yàn)表明，柴油機(jī)雙燃料模式下的CO排量有所增加，而試驗(yàn)和數(shù)值結(jié)果都顯示CO2排放減少。

網(wǎng)址：http://www.sciencedirect. com/science/article/pii/ S1876610214000782

作者：Carmelina Abagnale et al

編譯：孔悅