柴油機進氣道對顆粒排放影響的仿真研究.pdf

1、柴油機由于其良好的經(jīng)濟性和動力性，在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。然而，在柴油機的燃燒過程中，局部過量空氣系數(shù)低、油氣混合不均勻及燃燒溫度高的現(xiàn)象導(dǎo)致了PM的高排放。作為環(huán)境空氣中PM2.5的重要組成部分，顆粒物對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成巨大的危害。面對即將實施的國Ⅳ排放法規(guī)，需要引入機內(nèi)凈化+排放后處理的技術(shù)才能滿足對柴油機排放的控制。對于機械泵柴油機，除了通過排放后處理系統(tǒng)使NOx和PM其中之一達到限值外，機內(nèi)燃燒凈化是使另一污染物達標(biāo)的

2、關(guān)鍵措施。
　　 優(yōu)化柴油機燃燒過程是從根本上改善柴油機排放的方法，而進氣系統(tǒng)的優(yōu)劣又是決定燃燒過程好壞的關(guān)鍵因素之一。優(yōu)化進氣道、組織良好的缸內(nèi)流場是減少碳煙的有效措施。本文通過對一臺8.9L機械泵柴油機進氣道的仿真研究，提出有效的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，為降低顆粒排放提供理論依據(jù)。
　　 本文首先采用AVL FIRE軟件的ESE模塊，建立柴油機燃燒系統(tǒng)部分模型，對發(fā)動機工作循環(huán)的壓縮和膨脹過程進行數(shù)值模擬，分析渦流比對顆粒排放

3、的影響規(guī)律，為進氣道的設(shè)計提供優(yōu)化目標(biāo)。其次應(yīng)用平均流量系數(shù)、平均渦流比對排氣道的性能進行定量分析，使用CFD軟件FIRE對進氣道的流動性能進行數(shù)值模擬，比較了螺旋+切向的混合氣道與不同結(jié)構(gòu)的雙切向氣道的流動特性。結(jié)果表明，混合氣道的進氣渦流強度比雙切向氣道大，但流通系數(shù)比雙切向氣道小;氣道偏心距、氣道夾角和氣門錐角對雙切向氣道的平均流通系數(shù)和平均渦流比均有一定影響。最后對優(yōu)化后的進氣道進行進氣道-氣門，燃燒室整個系統(tǒng)的建模，模擬包括進