廢氣再循環(huán)對柴油噴霧燃燒與排放影響的研究.pdf

1、隨著機動車輛數(shù)量的迅猛增長，針對內(nèi)燃機的排放法規(guī)日益嚴格，廢氣再循環(huán)(EGR)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于降低柴油機中NOx的排放，但EGR的引入增加了碳煙的排放量，大負荷下這種趨勢更為明顯，因此有必要對EGR對柴油噴霧燃燒和排放的影響進行深入研究。
　　 本文首先在定容燃燒彈實驗臺架上進行了柴油噴霧燃燒實驗，獲得了燃燒壓力、燃燒圖像等實驗數(shù)據(jù)；推導(dǎo)了不同進氣成分下，定容燃燒彈內(nèi)柴油噴霧燃燒過程的放熱率計算公式：利用黑體輻射原理，結(jié)合Pho

2、toshop cs2.0圖像處理軟件，確定實驗中火焰邊界溫度為2257K，為多維數(shù)值計算中模型的建立與驗證做好了準(zhǔn)備。
　　 利用KIVA-3V程序建立了定容燃燒彈柴油噴霧燃燒多維模型，編寫了碳煙生成和氧化子模型，模擬計算結(jié)果表明：計算得到的燃燒壓力曲線與實驗獲得的燃燒壓力曲線較好的吻合，模擬計算的火焰?zhèn)鞑ミM程與實驗火焰?zhèn)鞑ミM程基本一致，多維模型得到了較好的驗證。
　　 本文通過改變進氣中CO2和H2O的質(zhì)量分數(shù)來研究不

3、同EGR率下CO2和H2O對柴油噴霧燃燒和排放的影響和作用機理，研究結(jié)果表明：EGR對燃燒和排放的主要作用體現(xiàn)在稀釋作用，一方面稀釋效應(yīng)增加了滯燃期，減小了放熱率峰值，使燃燒火焰溫度降低，但增加了燃燒區(qū)域大小，隨著稀釋率的增加，燃燒熱效率先增后降；另一方面，隨著稀釋率的增加，CO和NOx的排放量減小，HC和碳煙的排放量增加；火焰溫度和氧氣濃度的降低共同促進了NOx的大量減少；碳煙的排放量增加主要是由于燃燒溫度和氧濃度的降低減小了碳煙的氧

4、化速率；稀釋率高于9％后，NOx的減少量已經(jīng)不明顯，但卻引起了碳煙的劇烈增加。相比于稀釋效應(yīng)，EGR的化學(xué)效應(yīng)和熱效應(yīng)對燃燒和排放的影響相對較小，其中CO2的化學(xué)效應(yīng)降低了燃燒熱效率和火焰溫度，增加了CO的排放量，并且在一定程度上降低了NOx的放量；H2O的熱效應(yīng)增加了滯燃期長度，降低了燃燒熱效率和火焰溫度，在一定程度上減少了CO和NOx的排放量；H2O降低NOx的效果比CO2好，而增加碳煙的能力也比CO2強；在不同的EGR率下，NOx