高壓縮比柴油機(jī)晚噴燃燒特性研究.pdf

1、柴油機(jī)新型燃燒方式可以很好地解決傳統(tǒng)燃燒中 NOx和碳煙排放之間的Trade-off關(guān)系，具有清潔高效的特點(diǎn)，能有效緩解當(dāng)前能源危機(jī)和環(huán)境污染的嚴(yán)峻形勢(shì)。在眾多柴油機(jī)新型燃燒方式中，晚噴燃燒以其在負(fù)荷拓展和燃燒相位控制方面的優(yōu)勢(shì)獲得廣泛關(guān)注。壓縮比是柴油機(jī)的重要參數(shù)之一，壓縮比增大對(duì)提高柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、冷啟動(dòng)性均有好處。本文采用數(shù)值模擬的方法對(duì)一臺(tái)高壓縮比柴油機(jī)在晚噴條件下的燃燒和排放特性進(jìn)行研究。
　　本文以一臺(tái)高壓縮比

2、六缸高壓共軌柴油機(jī)為原型，利用KIVA-3V程序建立了三維數(shù)值模型，并從缸內(nèi)壓力、缸內(nèi)溫度、排放等方面對(duì)所建模型進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明，計(jì)算值與試驗(yàn)值吻合較好，模型可靠。采用了一整套有效的初邊值條件計(jì)算方法，確定計(jì)算工況的初邊值條件。選取20％和40%兩個(gè)負(fù)荷工況，分別研究了噴油始點(diǎn)、EGR率、噴油策略對(duì)高壓縮比柴油機(jī)晚噴燃燒特性的影響，并從多個(gè)方面進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明：
　　噴油始點(diǎn)相對(duì)于上止點(diǎn)提前或者推遲，噴油時(shí)刻缸內(nèi)溫度均

3、有所降低，滯燃期延長(zhǎng)，缸內(nèi)混合氣更均勻，最高當(dāng)量比減小，平均指示壓力下降，但相對(duì)于低壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮比較高時(shí)平均指示壓力對(duì)噴油始點(diǎn)的變化相對(duì)不敏感；對(duì)于中等負(fù)荷工況，提前或推遲噴油都有利于實(shí)現(xiàn)預(yù)混燃燒，從而使缸內(nèi)溫度升高，最高當(dāng)量比下降，Soot排放降低，但NOx排放上升；低負(fù)荷工況隨噴油始點(diǎn)推遲，缸內(nèi)溫度逐漸降低，NOx排放逐漸減少，但Soot排放逐漸增多。此外，當(dāng)噴油始點(diǎn)推遲到上止點(diǎn)后8oCA時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生失火。
　　隨著E

4、GR率的增加，噴油時(shí)刻缸內(nèi)溫度逐漸降低，滯燃期延長(zhǎng)，缸內(nèi)燃油與空氣混合時(shí)間增長(zhǎng)，混合更加均勻，著火時(shí)刻缸內(nèi)當(dāng)量比降低；與低壓縮比柴油機(jī)相比，高壓縮比柴油機(jī)的滯燃期幾乎呈線性增加；EGR率增大，缸內(nèi)最高壓力、平均指示壓力、缸內(nèi)最高溫度、總放熱量均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，NOx排放降低，但Soot排放增加。
　　隨著噴油次數(shù)的增加，滯燃期逐漸縮短，當(dāng)量比增大，且分布更加集中；缸內(nèi)壓力、缸內(nèi)溫度以及放熱率的變化都隨噴油次數(shù)的增加而越來(lái)越趨于平緩，