基于內(nèi)部EGR的HCNG發(fā)動機燃燒特性仿真研究.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，能源危機和汽車污染問題日益突顯，天然氣摻氫(HCNG)是一種能夠有效緩解這些問題的理想代用燃料之一。同時，廢氣再循環(huán)(EGR)作為一種降低NOx排放的有效途徑之一，可有效降低HCNG發(fā)動機的NOx排放。通過負(fù)閥重疊(NVO)可以形成內(nèi)部EGR，這種內(nèi)部EGR比傳統(tǒng)的外部EGR具有更好的稀釋混合氣的作用。
　　本文建立了HCNG發(fā)動機一維整機模型和缸內(nèi)三維仿真模型。通過發(fā)動機仿真模擬，分析了對稱NVO與非對稱

2、NVO對缸內(nèi)EGR及換氣過程的影響。重點研究了對稱NVO策略下，進氣和壓縮過程的缸內(nèi)流場特征以及缸內(nèi)燃燒過程的燃燒特性、著火燃燒特征、缸內(nèi)溫度場變化規(guī)律以及NO生成特性。仿真結(jié)果表明:對稱NVO增加，EGR率增大，充量系數(shù)減小，隨對稱NVO從20℃A增加到100℃A，EGR率從8.6％增大到20.6％，充量系數(shù)從0.662減小到0.512。非對稱NVO策略下，缸內(nèi)EGR率和充量系數(shù)主要受EVC變化的影響，IVO單獨變化對EGR率和充量系

3、數(shù)的影響較小。通過負(fù)閥重疊實現(xiàn)內(nèi)部EGR時，對稱NVO可以在避免進氣過程廢氣回流進氣道的前提下，獲得相對更高的充量系數(shù)及發(fā)動機輸出功率。對稱NVO策略下，進氣初期缸內(nèi)氣流速度較高，并在缸內(nèi)形成旋渦，進氣門最大升程過后缸內(nèi)流動逐漸減緩。進氣門關(guān)閉時刻缸內(nèi)EGR濃度呈梯度分布，在氣缸中心及底部EGR濃度較大，到壓縮沖程后期，在靠近火花塞一側(cè)缸內(nèi)溫度和EGR濃度更低，而HCNG燃料的濃度更高，也更有利于著火及火焰?zhèn)鞑?。采用NVO策略可以降低缸

4、內(nèi)最大壓力升高率、最大爆發(fā)壓力及最高溫度，但會導(dǎo)致發(fā)動機動力性下降。火焰?zhèn)鞑ミ^程中，缸內(nèi)氣體流動會使得火焰向進氣門一側(cè)傾斜;缸內(nèi)EGR率增加會導(dǎo)致著火困難，燃燒速度減慢，提高點火能量可以縮短著火落后期和燃燒持續(xù)期，加快燃燒速度。NVO策略下缸內(nèi)NO濃度分布與缸內(nèi)溫度分布一致，并且EGR率越大，缸內(nèi)溫度越低，NO生成越少。基于發(fā)動機一維仿真平臺，對NVO分別為20，40，60，80，100℃A的5組對稱NVO方案進行仿真計算及分析，確定了