多段燃油噴射耦合EGR的柴油機燃燒過程數(shù)值模擬.pdf

1、多段燃油噴射耦合EGR的策略是實現(xiàn)新型低溫燃燒方式的有效途徑之一，能夠?qū)崿F(xiàn)NOx和soot的同時降低。本文應(yīng)用AVL FIRE三維CFD仿真軟件，依據(jù)目標樣機燃燒室的實際幾何尺寸及原機燃油噴射系統(tǒng)的參數(shù)，對柴油機燃燒過程進行了數(shù)值模擬，并與試驗數(shù)據(jù)相校驗，驗證了模型的準確性。在此基礎(chǔ)上，分別仿真模擬了不同噴油參數(shù)及EGR率對燃燒和排放的影響。
　　具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)不同噴射正時對發(fā)動機燃燒過程的影響。仿真計算結(jié)果

2、表明，隨噴射正時的推遲，主放熱峰值逐漸升高，峰值出現(xiàn)時刻逐漸遠離上止點;燃燒放熱受偏離上止點的影響，熱損失增加，熱效率降低，缸內(nèi)壓力與平均溫度逐漸降低，溫度峰值和壓力峰值出現(xiàn)的時刻也隨噴射正時的推遲而滯后。
　　(2)不同噴射正時對發(fā)動機排放性能的影響。仿真計算結(jié)果表明，噴射正時推遲，缸內(nèi)溫度降低，NO的缸內(nèi)生成氛圍得到有效控制，NO的質(zhì)量分數(shù)逐漸降低;soot排放則呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢。通過NO與soot在不同噴射正時方案

3、下的變化特性可觀察出，優(yōu)化噴射正時能夠?qū)崿F(xiàn)柴油機低排放控制。
　　(3)預噴比例對發(fā)動機燃燒及排放的影響。仿真計算結(jié)果表明，預噴比例增加，缸內(nèi)壓力和溫度升高，由預噴燃油燃燒導致的初始放熱峰值升高，主放熱峰值降低且峰值出現(xiàn)更早，這有利于提高熱功轉(zhuǎn)化效率;由于缸內(nèi)較高的溫度，NO生成相位不斷提前，末端排放也隨之逐漸升高;盡管較大預噴比例條件下的soot生成時刻更早，生成量更多，但在缸內(nèi)高溫的氧化作用下，末端排放逐漸降低。由此說明預噴比

4、例通過改變缸內(nèi)燃燒氛圍，對燃燒進程及有害污染物的形成產(chǎn)生了重大的影響。
　　(4)不同EGR率對發(fā)動機燃燒及排放的影響。仿真計算結(jié)果表明，隨EGR率增大，缸內(nèi)溫度降低，滯燃期延長，主噴正時所處缸內(nèi)時刻的溫度隨EGR率的增加而升高，主燃燒擴散燃燒比例加大，缸內(nèi)壓力降低。隨EGR率增加，NO質(zhì)量分數(shù)呈逐漸降低的趨勢，但降幅逐漸減小;而soot排放亦隨之增加，直接印證了兩者之間的trade-off關(guān)系。可見引入氣缸的EGR氛圍極大地影響