輕型車用柴油機(jī)預(yù)混合低溫燃燒碳煙生成特性數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格以及環(huán)境問(wèn)題的日益凸顯，低碳煙排放的高效清潔燃燒成為柴油機(jī)發(fā)展的熱點(diǎn)和趨勢(shì)。柴油機(jī)預(yù)混合低溫燃燒技術(shù)因其在實(shí)現(xiàn)超低碳煙排放方面的潛力，成為實(shí)現(xiàn)高效清潔燃燒的重要手段之一。然而預(yù)混合低溫模式與傳統(tǒng)燃燒模式相比，呈現(xiàn)相異的燃燒特征，致使兩種模式下的碳煙生成特性呈現(xiàn)不同之處。隨著柴油機(jī)預(yù)混合低溫燃燒技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，新型燃燒模式下的碳煙生成特性亟需進(jìn)行機(jī)理性探究。
　　本文以發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證為基礎(chǔ)，利用C

2、FD數(shù)值模擬研究的手段，在充分考慮新型燃燒模式下燃燒氛圍的復(fù)雜多變性對(duì)碳煙生成的影響的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)燃燒控制參數(shù)以及兩級(jí)噴射策略對(duì)預(yù)混合低溫燃燒碳煙生成特性的影響研究，探究預(yù)混合低溫燃燒模式下的碳煙生成特性，主要工作及結(jié)論如下：
　　（1）分析了預(yù)混合低溫燃燒和傳統(tǒng)燃燒模式下碳煙生成特性，結(jié)果表明兩種模式下燃燒過(guò)程和碳煙排放過(guò)程具有較大差異性，早噴策略下預(yù)混合低溫燃燒模式由于采用適時(shí)早噴耦合EGR，使得滯燃期較長(zhǎng)，混合較為均勻，著

3、火前缸內(nèi)當(dāng)量比-溫度分布呈現(xiàn)集中且當(dāng)量比較小趨勢(shì)，傳統(tǒng)燃燒模式下則呈現(xiàn)擴(kuò)散趨勢(shì)且存在過(guò)濃區(qū)。且高EGR率下，缸內(nèi)燃燒溫度得到了較好控制，使得其較之傳統(tǒng)燃燒模式，取得更為低的碳煙排放。
　?。?）分析了噴射正時(shí)、EGR率對(duì)柴油機(jī)預(yù)混合低溫燃燒碳煙生成特性的影響。結(jié)果表明：適時(shí)早噴條件下，碳煙的生成和氧化量同時(shí)增加，且對(duì)碳煙的氧化作用占據(jù)主導(dǎo)作用，致使碳煙生成量降低。噴射過(guò)于提前，雖然可以有效抑制碳煙的生成和氧化，但是碳煙生成作用占據(jù)

4、主導(dǎo)作用，碳煙反而有所上升。EGR率增大對(duì)碳煙的生成和氧化作用都起到抑制作用，對(duì)碳煙氧化的抑制作用起主導(dǎo)作用，使得碳煙生成增加。隨著EGR率的進(jìn)一步增加，對(duì)碳煙生成的抑制作用起主導(dǎo)作用，使得碳煙生成有所降低。
　?。?）分析了兩級(jí)噴射策略對(duì)預(yù)混合低溫燃燒碳煙生成特性的影響。結(jié)果表明：隨著預(yù)噴正時(shí)的提前，C2H2和OH基生成上升，同時(shí)促進(jìn)了碳煙的生成和氧化，但其對(duì)碳煙生成的促進(jìn)作用占據(jù)主導(dǎo)作用，使得碳煙排放增加。隨著預(yù)噴正時(shí)進(jìn)一步提

5、前，OH基生成降低，對(duì)碳煙氧化反應(yīng)促進(jìn)作用進(jìn)一步減弱，碳煙排放進(jìn)一步惡化；隨著預(yù)噴油量增加，乙炔和OH基生成上升，同時(shí)促進(jìn)了碳煙的生成和氧化，但是對(duì)碳煙氧化的促進(jìn)作用占據(jù)主導(dǎo)作用，使得碳煙排放降低。隨著預(yù)噴油量進(jìn)一步增加，雖然碳煙成核和表面生長(zhǎng)組分乙炔的生成降低，碳煙表面氧化組分OH基生成增加，其對(duì)生成促進(jìn)作用占據(jù)主導(dǎo)作用，使得碳煙呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。預(yù)噴策略存在一個(gè)合適的預(yù)噴射正時(shí)以及預(yù)噴油量范圍，實(shí)現(xiàn)較低的碳煙排放；隨著主后噴正時(shí)間隔的