帶EGR增壓柴油機進排氣系統(tǒng)三維數(shù)值模擬.pdf

1、隨著日趨嚴重的環(huán)境污染問題的加劇，世界各國對發(fā)動機排放的法規(guī)越來越嚴格，從而促進對低排放發(fā)動機的研究。EGR技術目前被認為是降低柴油機NO<,x>排放最實用和有效的方法之一，用EGR技術降低柴油機NO<,x>需綜合考慮柴油機的動力性、經(jīng)濟性、HC排放等來確定運行工況的EGR率，還需確定EGR接管在進氣管的位置，它影響各缸EGR的分配均勻性和瞬態(tài)響應性，且EGR均勻性和瞬態(tài)響應性兩者是相互矛盾的。為了取得柴油機的綜合性能的優(yōu)化，最大限度降

2、低柴油機NO<,x>排放，對EGR率和EGR閥接管在進氣管的位置進行優(yōu)化設計和試驗顯得非常重要。 本文針對帶EGR閥4L88增壓柴油機的進排氣系統(tǒng)進行研究，用試驗確定運行工況的EGR率，利用AVL-FIRE三維模擬軟件計算進排氣系統(tǒng)內(nèi)氣體的實際流動情況，借助計算結果對EGR閥在進氣管上的安裝位置進行優(yōu)化，使得其均勻性和瞬態(tài)響應性達到最佳。模擬計算結果的精度受計算邊界條件的制約，為了得到正確的三維瞬態(tài)過程計算邊界條件，本文通過4L

3、88增壓柴油機的試驗得出計算的部分邊界條件，同時利用AVL-BOOST軟件建立不帶EGR閥的整機一維計算模型(原機模型)，并將柴油機的外特性及負荷特性的試驗結果與一維模擬結果進行比較，驗證模型的正確性，在此基礎上通過在一維模型上布置測量點得到輸出的計算結果(壓力、速度、和空氣流量等)作為三維計算的瞬態(tài)邊界條件，對原機的進排氣系統(tǒng)進行模擬計算，分析優(yōu)化進排氣系統(tǒng)的結構參數(shù)。在此基礎上根據(jù)4L88增壓柴油機的試驗結果和增壓柴油機進排氣壓力的

4、特點設計彈簧-膜片式EGR閥，使該EGR閥能夠滿足柴油機各個工況下EGR率的要求，再將EGR閥計算模型加入到原機一維整機計算模型中，同樣通過布置測量點來獲得三維計算的邊界條件，建立了帶EGR閥增壓柴油機的三維瞬態(tài)計算模型，分別對EGR閥接管在柴油機進氣管上的不同安裝位置進行模擬計算，研究了EGR閥接管不同安裝位置對EGR的分配均勻性和瞬態(tài)響應性的影響，得出了EGR閥接管在進氣總管的位置和接管安裝方向?qū)U氣成份在各缸分配均勻性和瞬態(tài)響應性