采用缸內(nèi)凈化滿足船用柴油機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船用柴油機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)：動力機械及工程研究生：鄒憲指導(dǎo)教師：鄭尊清副研究員天津大學(xué)機械工程學(xué)院

2、2016年11月I中文摘要隨著近年來的環(huán)境污染問題，人們對環(huán)境保護的不斷重視，國際上對船用發(fā)動機排放法規(guī)要求越來越嚴(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，對多組分重油的噴霧破碎KHRT模型進行驗證，并給出了模型

3、推薦參數(shù)?；谒炞C的噴霧模型，本文進一步開展了噴油系統(tǒng)優(yōu)化，綜合考慮經(jīng)濟性、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改善燃油經(jīng)濟性和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一步NOx排放，但降低幅度不明顯，同時對燃油消耗率有負面影響?；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、排氣門早關(guān)（EEVC）和排氣門晚關(guān)（LEVC）這三種策略都能滿足TierII排放法規(guī)的要求；

5、采用推遲噴油對燃油消耗率影響較大，排氣門早關(guān)策略能夠明顯改善燃油消耗率，但受到爆發(fā)壓力過高的限制；排氣門晚關(guān)策略同樣可以降低燃油消耗率，但會增加對增壓器的依賴性；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能在滿足TierIII排放法規(guī)的同時改善燃油消耗率；采用氣門策略結(jié)合EGR能夠在不惡化燃油消耗率的基礎(chǔ)上降低對外部EGR的依賴度。綜上，本研究成功開發(fā)了基于可變氣門、噴油策略和EGR的滿足TierII、TierIII