噴油正時(shí)及EGR對(duì)柴油機(jī)性能影響的CFD研究.pdf

1、隨著霧霾天氣、溫室效應(yīng)及其他環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，人們節(jié)能減排的意識(shí)逐漸被喚醒。因此，政府不斷出臺(tái)嚴(yán)格的排放法規(guī)。而以石油為能源的內(nèi)燃機(jī)的數(shù)量卻逐年遞增，其尾氣對(duì)環(huán)境的影響也日益嚴(yán)重。因此，提高內(nèi)燃機(jī)的燃燒效率，降低尾氣排放已刻不容緩。柴油機(jī)的熱效率比汽油機(jī)高，但其排放的廢氣中的氮氧化物(NO)及碳煙顆粒(Soot)的比例較高，而噴油正時(shí)及廢氣再循環(huán)(EGR)對(duì)柴油機(jī)的燃燒與排放性能有很大的影響。
　　噴油正時(shí)對(duì)柴油機(jī)的性能影響非常

2、大，同時(shí)也是在實(shí)際運(yùn)用過程中最容易改變的一個(gè)參數(shù)，對(duì)于某臺(tái)正在開發(fā)的柴油機(jī)，如果能在實(shí)驗(yàn)前通過CFD仿真的方式獲得一個(gè)最優(yōu)噴油正時(shí)，可以大大縮短試驗(yàn)周期，也能節(jié)約相關(guān)費(fèi)用。EGR能夠顯著降低NO的排放，同時(shí)使Soot的排放增加，利用數(shù)值模擬的方式從缸內(nèi)工質(zhì)微觀分布角度（流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)）研究EGR對(duì)柴油機(jī)性能的影響，并分析相關(guān)機(jī)理，具有現(xiàn)實(shí)的意義。
　　本文利用Auto CAD與AVL fire軟件，首先建立燃燒室的二維模型，

3、并將其導(dǎo)入ESE模塊中，完成對(duì)燃燒室及噴油器的三維模型的建立及網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分完成后，利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定初始條件及邊界條件，在計(jì)算后利用試驗(yàn)值對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。
　　本文模擬了在2000r/min，100％負(fù)荷時(shí)噴油正時(shí)對(duì)柴油機(jī)性能影響。仿真結(jié)果表明，隨著噴油正時(shí)的的提前，滯燃期延長(zhǎng)，柴油機(jī)缸內(nèi)最高壓力和燃燒溫度也隨之提高，NO的排放也增大，因此適當(dāng)?shù)难雍髧娪蜁r(shí)刻可以降低NO排放。模擬了滿負(fù)荷下EGR率分別為0、0.2

4、、0.4、0.6時(shí)的情況，結(jié)果表明:‘EGR會(huì)延長(zhǎng)柴油機(jī)的滯燃期，并影響燃料的放熱，如果EGR過大，會(huì)導(dǎo)致后燃嚴(yán)重;EGR能夠有效的降低缸內(nèi)燃燒溫度從而減少NO的排放，EGR還能降低缸內(nèi)爆發(fā)壓力，使柴油機(jī)工作更加平穩(wěn);但隨著EGR的增大，缸內(nèi)局部缺氧就會(huì)更加嚴(yán)重，導(dǎo)致Soot的排放增大。模擬了分析了2000r/min，EGR率為0.4時(shí)對(duì)100％及55％兩種負(fù)荷的影響，結(jié)果表明，EGR對(duì)低負(fù)荷柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性影響相對(duì)較小，在高負(fù)荷