近年來出現(xiàn)的霧霾天氣與汽車尾氣排放有著一定的聯(lián)系,因此降低污染物的排放顯得十分必要。隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格,需要更加行之有效的排放控制措施。多次噴油策略與廢氣再循環(huán)(EGR)配合使用可對(duì)柴油機(jī)的燃燒和排放有明顯的改善作用,再匹配相應(yīng)的后處理技術(shù)措施,可滿足更加嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。在噴油參數(shù)上進(jìn)行有效控制、優(yōu)化油氣混合速率是實(shí)現(xiàn)清潔燃燒關(guān)鍵技術(shù)之一,而且EGR能顯著降低NO_x的排放。因此,開展多次噴油策略結(jié)合EGR的研究具有很好的應(yīng)用前景。本文以某型號(hào)的輕型車用共軌柴油機(jī)為研究對(duì)象,采用數(shù)值仿真和臺(tái)架試驗(yàn)相結(jié)合的方式,通過調(diào)節(jié)噴油參數(shù)和EGR來改善柴油機(jī)的燃燒進(jìn)程,從而使排放和燃油消耗率達(dá)到折中優(yōu)化。在數(shù)值仿真部分,應(yīng)用FIRE軟件建立柴油機(jī)燃燒室的仿真模型,重點(diǎn)分析了油嘴伸出量、噴油正時(shí)、預(yù)噴射參數(shù)對(duì)共軌柴油機(jī)燃燒過程和排放的影響。對(duì)比了各參數(shù)下的燃燒和排放,結(jié)果表明:本次模擬的油嘴伸出量在3 mm時(shí)和燃燒室匹配較好;隨著噴油正時(shí)提前,缸內(nèi)壓力和溫度的峰值隨之增大,且到達(dá)峰值的時(shí)間也變短,推遲噴油正時(shí)能夠有效降低NO的排放;預(yù)噴射能夠提高缸內(nèi)初始溫度,減少主噴射燃燒的滯燃期,有效地降低NO的排放。在主燃燒前,有預(yù)噴時(shí)的壓力和溫度的升高率均小于單次噴射,存在合適主預(yù)噴間隔角和預(yù)噴油量能夠使NO和soot達(dá)到折中優(yōu)化�；跀�(shù)值仿真的優(yōu)化分析,采用單因素變量法,開展了柴油機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)工作,分析了噴油參數(shù)和EGR對(duì)柴油機(jī)排放性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)調(diào)整噴油器墊片厚度為1.4 mm時(shí),此時(shí)的油嘴伸出量較適合;增大軌壓可有效改善燃油霧化特性,使得煙度和燃油消耗率降低,但NO_x排放增多;推遲主噴正時(shí)可有效降低NO_x的排放,這兩個(gè)噴油參數(shù)可作為優(yōu)化柴油機(jī)性能的重要指標(biāo);柴油機(jī)存在一個(gè)最佳的主預(yù)噴間隔角;隨著預(yù)噴油量的增加,煙度和燃油消耗率逐漸增加,NO_x呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì),過大或過小的預(yù)噴油量都不利于燃燒;EGR開度的增加使NO_x排放明顯減少,但EGR開度在30%之后,煙度開始明顯惡化�；谡辉囼�(yàn)法,研究了噴油參數(shù)結(jié)合EGR對(duì)排放性能和燃油消耗率的影響。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得到了各因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響的主次因素,綜合考慮,確定研究工況下的噴油策略和EGR開度。結(jié)合數(shù)值分析和臺(tái)架試驗(yàn)的研究結(jié)果作為指導(dǎo),對(duì)柴油機(jī)重點(diǎn)控制排放工況點(diǎn)都進(jìn)行了排放標(biāo)定優(yōu)化,結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)確定相關(guān)參數(shù)的MAP圖。將優(yōu)化后的共軌柴油機(jī)匹配到整車,進(jìn)行了整車排放試驗(yàn),并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了排放特性分析,對(duì)后續(xù)柴油機(jī)性能與排放的優(yōu)化工作具有重要的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U464.172
【部分圖文】：

圖 1.1 直噴柴油機(jī)燃燒過程示意圖.1 Diagram of the combustion process of a direct injection diesel eng機(jī)以擴(kuò)散燃燒方式為主，會(huì)導(dǎo)致生成較多的 NOx和 PM HC 和不完全燃燒的 CO 等其他有害物質(zhì)。這些都是造成這些污染物嚴(yán)重威脅著人們的健康，因此這些排放污染物

1.2.2 PM 生成機(jī)理柴油機(jī) PM 包含碳煙（soot）、碳煙表面吸附和凝聚的可溶性有機(jī)物（SOF）和少量的硫酸鹽等。顆粒物的形成比較復(fù)雜，如圖 1.2 所示，PM 的形成一般經(jīng)過裂解并成核、表面生長(zhǎng)和凝聚、碳粒的氧化、SOF 的吸附與凝結(jié)等過程[6]。顆

同時(shí)增加了對(duì)顆粒物數(shù)量（PN）的要求。由圖1.3 和表 1.3 所示兩種測(cè)試循環(huán)的對(duì)比來看，WLTC 測(cè)試循環(huán)有以下特點(diǎn)：（1）行駛時(shí)間和距離都加長(zhǎng)；（2）平均車速更高且瞬態(tài)加速更加激烈；（3）暖機(jī)過程中瞬態(tài)加速更頻繁；（4）覆蓋更廣泛的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況等。圖 1.3 兩種測(cè)試循環(huán)對(duì)比Fig. 1.3 Comparison of test cycles between NEDC and WLTC
【參考文獻(xiàn)】

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9 申利峰;多次噴射對(duì)柴油機(jī)性能和排放影響的模擬研究[D];西華大學(xué);2012年

10 劉恒語(yǔ);壁流式微粒捕集器連續(xù)再生特性研究[D];湖南大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2855357