輕型車用柴油機預混合低溫燃燒碳煙生成特性數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來，隨著排放法規(guī)的日益嚴格以及環(huán)境問題的日益凸顯，低碳煙排放的高效清潔燃燒成為柴油機發(fā)展的熱點和趨勢。柴油機預混合低溫燃燒技術因其在實現(xiàn)超低碳煙排放方面的潛力，成為實現(xiàn)高效清潔燃燒的重要手段之一。然而預混合低溫模式與傳統(tǒng)燃燒模式相比，呈現(xiàn)相異的燃燒特征，致使兩種模式下的碳煙生成特性呈現(xiàn)不同之處。隨著柴油機預混合低溫燃燒技術的進一步發(fā)展，新型燃燒模式下的碳煙生成特性亟需進行機理性探究。
　　本文以發(fā)動機臺架試驗驗證為基礎，利用C

2、FD數(shù)值模擬研究的手段，在充分考慮新型燃燒模式下燃燒氛圍的復雜多變性對碳煙生成的影響的基礎上，通過對燃燒控制參數(shù)以及兩級噴射策略對預混合低溫燃燒碳煙生成特性的影響研究，探究預混合低溫燃燒模式下的碳煙生成特性，主要工作及結(jié)論如下：
　?。?）分析了預混合低溫燃燒和傳統(tǒng)燃燒模式下碳煙生成特性，結(jié)果表明兩種模式下燃燒過程和碳煙排放過程具有較大差異性，早噴策略下預混合低溫燃燒模式由于采用適時早噴耦合EGR，使得滯燃期較長，混合較為均勻，著

3、火前缸內(nèi)當量比-溫度分布呈現(xiàn)集中且當量比較小趨勢，傳統(tǒng)燃燒模式下則呈現(xiàn)擴散趨勢且存在過濃區(qū)。且高EGR率下，缸內(nèi)燃燒溫度得到了較好控制，使得其較之傳統(tǒng)燃燒模式，取得更為低的碳煙排放。
　　（2）分析了噴射正時、EGR率對柴油機預混合低溫燃燒碳煙生成特性的影響。結(jié)果表明：適時早噴條件下，碳煙的生成和氧化量同時增加，且對碳煙的氧化作用占據(jù)主導作用，致使碳煙生成量降低。噴射過于提前，雖然可以有效抑制碳煙的生成和氧化，但是碳煙生成作用占據(jù)

4、主導作用，碳煙反而有所上升。EGR率增大對碳煙的生成和氧化作用都起到抑制作用，對碳煙氧化的抑制作用起主導作用，使得碳煙生成增加。隨著EGR率的進一步增加，對碳煙生成的抑制作用起主導作用，使得碳煙生成有所降低。
　　（3）分析了兩級噴射策略對預混合低溫燃燒碳煙生成特性的影響。結(jié)果表明：隨著預噴正時的提前，C2H2和OH基生成上升，同時促進了碳煙的生成和氧化，但其對碳煙生成的促進作用占據(jù)主導作用，使得碳煙排放增加。隨著預噴正時進一步提

5、前，OH基生成降低，對碳煙氧化反應促進作用進一步減弱，碳煙排放進一步惡化；隨著預噴油量增加，乙炔和OH基生成上升，同時促進了碳煙的生成和氧化，但是對碳煙氧化的促進作用占據(jù)主導作用，使得碳煙排放降低。隨著預噴油量進一步增加，雖然碳煙成核和表面生長組分乙炔的生成降低，碳煙表面氧化組分OH基生成增加，其對生成促進作用占據(jù)主導作用，使得碳煙呈現(xiàn)上升的趨勢。預噴策略存在一個合適的預噴射正時以及預噴油量范圍，實現(xiàn)較低的碳煙排放；隨著主后噴正時間隔的