采用缸內(nèi)凈化滿足船用柴油機(jī)Tier II、Tier III法規(guī)的數(shù)值模擬研究.pdf

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文采用缸內(nèi)凈化滿足采用缸內(nèi)凈化滿足船用柴油機(jī)船用柴油機(jī)TierII、TierIII法規(guī)法規(guī)的數(shù)值模擬研究的數(shù)值模擬研究TheNumericalStudyofincylinderEmissionReductionTechnologytoMeettheTierIITierIIIEmissionRegulationsinaMarineEngine學(xué)科專業(yè)：動(dòng)力機(jī)械及工程研究生：鄒憲指導(dǎo)教師：鄭尊清副研究員天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

2、2016年11月I中文摘要隨著近年來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的不斷重視，國(guó)際上對(duì)船用發(fā)動(dòng)機(jī)排放法規(guī)要求越來(lái)越嚴(yán)格，2016年已經(jīng)在排放控制區(qū)域?qū)嵤┑腡ierIII排放法規(guī)對(duì)排放控制技術(shù)提出了更加嚴(yán)苛的要求。本文采用三維數(shù)值模擬的方法，系統(tǒng)的開(kāi)展了滿足TierII、TierIII排放法規(guī)的缸內(nèi)凈化技術(shù)研究，探索滿足法規(guī)的優(yōu)化方案。本文首先在CONVERGE建立了定容燃燒彈模型，對(duì)多組分重油的噴霧破碎KHRT模型進(jìn)行驗(yàn)證，并給出了模型

3、推薦參數(shù)?；谒?yàn)證的噴霧模型，本文進(jìn)一步開(kāi)展了噴油系統(tǒng)優(yōu)化，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、排放特性和噴孔加工的難易程度，選擇方案2（噴孔數(shù)為4，孔徑為0.875mm）為優(yōu)化噴孔方案；并以此為基礎(chǔ)開(kāi)展了順序噴射、預(yù)噴和后噴等噴油策略的優(yōu)化研究，探索不同排放控制區(qū)域的優(yōu)化燃油噴射策略。結(jié)果顯示，無(wú)論使用輕油還是重油，合適的順序噴射間隔、預(yù)噴油量和主預(yù)噴間隔以及后噴油量和主后噴間隔都具有同時(shí)改善燃油經(jīng)濟(jì)性和NOx排放的潛力；大比例預(yù)噴匹配合適的主預(yù)噴間隔

4、容易獲得較低的燃油消耗率，小比例預(yù)噴匹配合適的主預(yù)噴間隔容易獲得較低的NOx排放；后噴策略對(duì)燃油消耗率改善不明顯。順序噴射結(jié)合預(yù)噴的燃油噴射方案能進(jìn)一步NOx排放，但降低幅度不明顯，同時(shí)對(duì)燃油消耗率有負(fù)面影響?；谏鲜鰢娪拖到y(tǒng)優(yōu)化的結(jié)果，本文結(jié)合推遲噴油、氣門(mén)策略、EGR策略探索滿足TierII、TierIII法規(guī)的優(yōu)化方案。結(jié)果顯示，推遲噴油、排氣門(mén)早關(guān)（EEVC）和排氣門(mén)晚關(guān)（LEVC）這三種策略都能滿足TierII排放法規(guī)的要求；

5、采用推遲噴油對(duì)燃油消耗率影響較大，排氣門(mén)早關(guān)策略能夠明顯改善燃油消耗率，但受到爆發(fā)壓力過(guò)高的限制；排氣門(mén)晚關(guān)策略同樣可以降低燃油消耗率，但會(huì)增加對(duì)增壓器的依賴性；在EGR率引入能力范圍內(nèi)，采用較大的EGR率匹配合適的噴油正時(shí)能在滿足TierIII排放法規(guī)的同時(shí)改善燃油消耗率；采用氣門(mén)策略結(jié)合EGR能夠在不惡化燃油消耗率的基礎(chǔ)上降低對(duì)外部EGR的依賴度。綜上，本研究成功開(kāi)發(fā)了基于可變氣門(mén)、噴油策略和EGR的滿足TierII、TierIII