燃燒室形狀和廢氣再循環(huán)對(duì)柴油機(jī)燃燒及排放影響的數(shù)值模擬.pdf

1、柴油機(jī)排放出的碳煙顆粒和氮氧化物危害人類(lèi)健康和污染環(huán)境。在傳統(tǒng)燃燒模式下,碳煙和氮氧化物排放往往存在折中(trade-off)關(guān)系,因此同時(shí)降低柴油機(jī)的碳煙和氮氧化物排放一直是國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。柴油機(jī)燃燒室對(duì)于混合氣的形成有重要影響,好的混合氣不僅有利于提高燃燒效率,而且可以降低柴油機(jī)污染物的排放。本文利用數(shù)值模擬的方法研究了柴油機(jī)燃燒室對(duì)燃燒以及排放的影響。
　　柴油機(jī)低溫燃燒(LTC)在降低排放方面具有巨大的潛力。隨著EGR率

2、的增加,柴油機(jī)碳煙排放先增加后降低,也就是形成碳煙駝峰soot-bump。降低soot-bump的峰值以及減小其峰值對(duì)應(yīng)的EGR率對(duì)提高柴油機(jī)熱效率和降低排放有重要意義。在EGR條件下,本文采用數(shù)值模擬的方法研究了噴油正時(shí)、渦流比和噴油壓力對(duì)soot-bump峰值以及峰值對(duì)應(yīng)的EGR率的影響。分析研究了噴油正時(shí)、渦流比和噴油壓力在不同燃燒模式下對(duì)排放物的影響。
　　通過(guò)以上研究,主要得出以下主要結(jié)論。
　　新設(shè)計(jì)出的Bowl

3、-4燃燒室缸內(nèi)峰值壓力最大,而且峰值壓力最靠近上止點(diǎn)。當(dāng)EGR率為20％和35%時(shí),原機(jī)燃燒室缸內(nèi)平均燃燒溫度最高,NOx生成量最多。燃燒室形狀對(duì)缸內(nèi)CO最大含量影響較小,但對(duì)CO氧化速率影響較大。當(dāng)EGR率發(fā)生變化時(shí),燃燒室形狀對(duì)NOx和soot排放的影響規(guī)律發(fā)生變化。從燃燒排放的角度綜合考慮,采用Bowl-4燃燒室可以提高柴油機(jī)的性能并降低其排放。
　　隨著噴油正時(shí)的提前,soot-bump峰值降低,soot-bump峰值對(duì)應(yīng)

4、的EGR率增加。在傳統(tǒng)燃燒模式下,soot排放隨著噴油正時(shí)的提前而降低,在低溫燃燒模式下,當(dāng)EGR率超過(guò)60%時(shí),soot排放隨著噴油正時(shí)的提前而增加。隨著渦流比和噴油壓力的增加,soot曲線(xiàn)變得平緩,soot-bump峰值降低而且峰值對(duì)應(yīng)的EGR率增加。在高渦流比和高噴射壓力下要實(shí)現(xiàn)低溫燃燒需要在缸內(nèi)引入更多的廢氣。在低溫燃燒模式下,噴油正時(shí)、渦流比和噴油壓力對(duì)NOx影響較小,NOx接近零排放。對(duì)于CO排放,存在一個(gè)最佳的渦流比使得C