基于改善柴油機NOx和碳煙折衷關(guān)系的噴油和進氣參數(shù)的數(shù)值模擬.pdf

1、柴油機以高效清潔的燃燒方式得到越來越多的市場份額,隨著排放法規(guī)的日益嚴格,需要嚴格控制柴油機排放物的生成。由于傳統(tǒng)柴油機擴散燃燒的特點,很難獲得較好的NOx和碳煙排放的折衷關(guān)系。因此,同時降低NOx和碳煙排放成為當前研究的熱點。通過噴油和進氣參數(shù)與燃燒室的匹配優(yōu)化,為改善NOx和碳煙排放的折衷關(guān)系提供理論參考。
　　本文基于一臺4缸高壓共軌轎車柴油機,進行了噴油和進氣參數(shù)與燃燒室匹配優(yōu)化的數(shù)值模擬研究。首先,利用GT-POWER軟

2、件進行了不同工況下的EGR率對柴油機整機性能影響的一維數(shù)值模擬研究,為CFD數(shù)值模擬計算提供相應的邊界條件。隨后,為同時降低NOx和碳煙排放,利用改進的KIVA-3V程序,分別進行了噴油和進氣相關(guān)參數(shù)對柴油機燃燒和排放影響的數(shù)值模擬研究。
　　研究結(jié)果表明,小錐角單次推后噴射具有改進排放的潛力。通過優(yōu)化相關(guān)參數(shù),在縮短噴油持續(xù)期(10 CAD)和提前噴油正時(-6°CA ATDC)的前提下,通過增加 EGR(40％)可提高燃燒效率

3、和降低 NOx和碳煙排放;噴嘴突出長度在1.0 mm時,能有效地改善NOx和碳煙的折衷關(guān)系,柴油機燃燒性能較好;通過縮短噴油持續(xù)期耦合適當?shù)腅GR率,可以實現(xiàn)較好的NOx和碳煙排放的折衷關(guān)系。
　　進行了進氣參數(shù)匹配的數(shù)值模擬研究。低進氣壓力下實現(xiàn)低溫燃燒所需的EGR率較低;通過對比不同進氣壓力下的EGR率對燃燒效率的影響,比較合適的進氣壓力為2.0bar;本轎車柴油機在所研究工況(3000r/min,50%負荷,175N·m)實