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

1、柴油機排放出的碳煙顆粒和氮氧化物危害人類健康和污染環(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)關系,因此同時降低柴油機的碳煙和氮氧化物排放一直是國內(nèi)外的研究熱點。柴油機燃燒室對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污染物的排放。本文利用數(shù)值模擬的方法研究了柴油機燃燒室對燃燒以及排放的影響。
　　柴油機低溫燃燒(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應的EGR率對提高柴油機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、渦流比和噴油壓力對soot-bump峰值以及峰值對應的EGR率的影響。分析研究了噴油正時、渦流比和噴油壓力在不同燃燒模式下對排放物的影響。
　　通過以上研究,主要得出以下主要結論。
　　新設計出的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。當EGR率為20％和35%時,原機燃燒室缸內(nèi)平均燃燒溫度最高,NOx生成量最多。燃燒室形狀對缸內(nèi)CO最大含量影響較小,但對CO氧化速率影響較大。當EGR率發(fā)生變化時,燃燒室形狀對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的性能并降低其排放。
　　隨著噴油正時的提前,soot-bump峰值降低,soot-bump峰值對應

4、的EGR率增加。在傳統(tǒng)燃燒模式下,soot排放隨著噴油正時的提前而降低,在低溫燃燒模式下,當EGR率超過60%時,soot排放隨著噴油正時的提前而增加。隨著渦流比和噴油壓力的增加,soot曲線變得平緩,soot-bump峰值降低而且峰值對應的EGR率增加。在高渦流比和高噴射壓力下要實現(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、渦流比和噴油壓力對NOx影響較小,NOx接近零排放。對于CO排放,存在一個最佳的渦流比使得C