多次噴射策略結(jié)構(gòu)EGR對輕型車用柴油機性能及排放的影響研究.pdf

1、近年來,隨著全球石油等不可再生資源的日益枯竭和環(huán)境問題的凸顯,節(jié)能減排是內(nèi)燃機發(fā)展的熱點和趨勢。多次噴射策略結(jié)合EGR被認為是滿足國Ⅳ及更加嚴格排放法規(guī)要求,實現(xiàn)節(jié)能減排目標的重要技術(shù)途徑。因此,本課題所開展的多次噴射策略結(jié)合EGR對輕型車用高壓共軌柴油機的燃燒過程及排放性能的影響的研究,對輕型車用柴油機具有重要的理論價值和工程意義。
　　 本文首先建立了某輕型車用柴油機的一維熱力學計算模型和三維燃燒過程仿真模型,結(jié)合臺架試驗,

2、分別對預噴油量、主預噴間隔、后噴油量、主后噴間隔以及EGR率對柴油機燃燒過程及排放性能的影響進行了研究,研究結(jié)果表明:隨著預噴油量的增加,燃油消耗率會上升,NOX和Soot則呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢;主預噴間隔對NOX排放的影響不是太明顯,隨著主預噴間隔角度的增加,燃油消耗率增大,Soot的排放先減小后增大,因此在恰當?shù)闹黝A噴間隔下噴入適量的預噴燃油即可達到Nox、Soot和燃油消耗率的折衷。后噴可以有效的減少Nox和Soot的生成,但需

3、要犧牲一部分經(jīng)濟性,存在一個最佳的后噴油量和主后噴間隔控制范圍,使得排放和油耗都達到較為滿意的結(jié)果。EGR技術(shù)能有效地增大缸內(nèi)廢氣濃度、降低缸內(nèi)氧氣濃度,使得柴油機缸內(nèi)燃燒持續(xù)期變長,瞬時放熱率峰值、缸內(nèi)壓力、缸內(nèi)溫度下降,以抑制Nox的形成,但高的EGR率會造成Soot排放和燃油經(jīng)濟性的惡化。在上述研究的基礎(chǔ)上,進行了基于正交設(shè)計的多次噴射結(jié)合EGR的虛擬優(yōu)化,研究了多次噴射參數(shù)和EGR率對缸內(nèi)燃燒過程和排放性能的影響。研究發(fā)現(xiàn):EG

4、R是影響燃燒過程及排放性能的最關(guān)鍵因素;在1595r/min,106N.m工況下,預噴油量為7.5%、主預噴時間間隔為20°CA、后噴油量為10%、主后噴時間間隔為30°CA、EGR率為30%時,發(fā)動機的性能較佳。
　　 利用數(shù)值模擬與試驗驗證相結(jié)合的方法,對樣機的多次噴射策略和EGR進行了優(yōu)化,根據(jù)優(yōu)化后的結(jié)果結(jié)合工程經(jīng)驗繪制了多次噴射策略和EGR的MAP圖,并對改進后的發(fā)動機進行整車試驗。改進后的CO排放為0.21.11g/