210船用柴油機新型燃燒室設計與優化.pdf

1、船舶柴油機污染物排放問題日益突出，排放法規對污染物的排放限制愈加嚴格，與此同時，能源緊缺問題在全球范圍內日益嚴重，所以柴油機的經濟性和污染物的排放日益受到重視。設計和優化燃燒室的結構作為提高經濟性與降低排放的措施，能夠更好的發揮燃燒室型線對燃油噴霧的碰撞導向作用，使油氣配比更加合理，從而達到改善柴油機性能的效果。
　　本文應用三維數值模擬軟件CONVERGE對210柴油機在標定工況下的缸內燃燒過程進行模擬，選擇合適的湍流、噴霧、燃

2、燒、排放模型，通過對比缸內壓力曲線的實驗值與模擬值，驗證了計算模型的準確性。對原柴油機燃燒室型線進行改進，重新設計了四種燃燒室，即淺坑型燃燒室、波浪型燃燒室、雙層分流燃燒室、多點分布導向臺燃燒室。嘗試著運用正交實驗設計法設計了L25(56)正交表，將210船用柴油機的進氣系統和燃油噴射系統的主要參數，即渦流比、噴油壓力、噴油正時、噴孔夾角、噴油嘴孔徑和孔數與五種不同的燃燒室進行匹配，得到25種設計方案。
　　應用CONVERGE對

3、不同方案進行模擬計算，并以NOx、soot、指示功率為評價指標進行單目標分析，通過對計算結果的極差分析得出各因素對評價指標影響的權重系數表與最優組合方案，并將最優組合方案與原機進行對比分析。以綜合考慮了NOx、soot、ISFC的f函數作為評價指標進行多目標分析，通過極差分析得出各因素對指標影響的權重系數與最優組合方案，并將最優組合方案與原機進行對比分析，以多目標分析得出的最優方案為基礎，應用遺傳算法對波浪型燃燒室進一步優化，得到最佳方