本文關(guān)鍵詞：燃油噴射參數(shù)對柴油機EGR分層燃燒影響的模擬研究

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【摘要】：內(nèi)燃機燃燒及排放性能之間的折衷關(guān)系是內(nèi)燃機界最具挑戰(zhàn)性的問題之一。為了改善柴油機排放，出現(xiàn)很多新型燃燒模式，一般采用較高EGR結(jié)合靈活的噴油規(guī)律，但較大的EGR率必然引起冷卻負擔過大和熱效率降低等負面問題。為此，提出了EGR分層的概念，希望通過改善缸內(nèi)進氣組分的分布，降低缸內(nèi)引入EGR量，實現(xiàn)既可有效控制排放物生成又能降低EGR對柴油機的負面影響的作用。本文針對CA6DL2-35E3重型電控共軌系統(tǒng)柴油機，利用STAR-CD軟件搭建數(shù)值模擬平臺，借助時序進氣即進氣過程分階段通入不同氣體組分形成的缸內(nèi)EGR分層，模擬分析研究燃油噴射參數(shù)的變化對柴油機的燃燒和排放的影響，揭示單因素變量條件下時序進氣較均勻進氣進一步改善發(fā)動機性能的根本原因。 選取以1650r/min，噴油壓力為120MPa，噴孔直徑為0.186mm，噴油時刻為-8oCA ATDC的單次噴射噴油規(guī)律作為原機工況點，借助時序進氣方式形成缸內(nèi)EGR分層，分別調(diào)整噴油壓力、噴孔直徑和噴油時刻對柴油機燃燒和排放進行模擬分析。研究結(jié)果表明：時序進氣時，隨著噴油壓力提高和噴孔直徑減小，NO和Soot分別單調(diào)性增加和減�。蝗加挽F化質(zhì)量變好，燃燒得到了改善，指示熱效率單調(diào)上升；說明提高噴油壓力和采用小噴孔直徑能夠改善發(fā)動機性能和降低Soot排放。噴油時刻提前，NO和Soot排放分別單調(diào)增大和減小，滯燃期內(nèi)形成的混合氣較多，燃燒更靠近上止點，預混燃燒比例增大，熱效率得到了提高。保持噴射參數(shù)單因素變量不變時，時序進氣較均勻進氣NO和Soot排放均有降低，其中原機工況點NO和Soot分別下降33%，13%；卻也造成燃油經(jīng)濟性略有惡化。保持相同的缸內(nèi)CO2率，時序進氣方式可實現(xiàn)缸內(nèi)EGR分層，其中CO2上濃下稀分布，O2下濃上稀分布；主噴燃燒區(qū)域存在相對較高的CO2率，滯燃期延長，缸內(nèi)燃燒溫度降低，第一放熱率峰值提高，但缸內(nèi)壓力偏低。 模擬分析不同噴油策略對發(fā)動機性能影響，明確采用多次噴射條件下時序進氣較均勻進氣能進一步降低排放的原因。研究結(jié)果表明：時序進氣時，多次噴射可以進一步降低NO和Soot排放，但也造成燃油經(jīng)濟性惡化及熱效率降低等負面影響。由后噴量和主后噴間隔角度變化導致的Soot排放變化分別存在相應的最小值拐點，綜合考慮熱效率，本模擬中選取后噴量10%，主后噴間隔角4oCA工況點為發(fā)動機性能的優(yōu)化工況點。保持循環(huán)噴油量不變，時序進氣時采用帶后噴的噴油規(guī)律，，后噴燃油造成缸內(nèi)擾動以及滾流運動將引導燃燒室底部較濃的O2及時補充到主噴燃燒造成的缺氧區(qū)，改善缸內(nèi)后期燃燒環(huán)境同時利于碳煙后期的氧化。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK421.2

【參考文獻】

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本文編號：1187795