柴油機進氣道對顆粒排放影響的仿真研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、柴油機由于其良好的經(jīng)濟性和動力性,在世界范圍內得到廣泛的應用。然而,在柴油機的燃燒過程中,局部過量空氣系數(shù)低、油氣混合不均勻及燃燒溫度高的現(xiàn)象導致了PM的高排放。作為環(huán)境空氣中PM2.5的重要組成部分,顆粒物對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成巨大的危害。面對即將實施的國Ⅳ排放法規(guī),需要引入機內凈化+排放后處理的技術才能滿足對柴油機排放的控制。對于機械泵柴油機,除了通過排放后處理系統(tǒng)使NOx和PM其中之一達到限值外,機內燃燒凈化是使另一污染物達標的

2、關鍵措施。
   優(yōu)化柴油機燃燒過程是從根本上改善柴油機排放的方法,而進氣系統(tǒng)的優(yōu)劣又是決定燃燒過程好壞的關鍵因素之一。優(yōu)化進氣道、組織良好的缸內流場是減少碳煙的有效措施。本文通過對一臺8.9L機械泵柴油機進氣道的仿真研究,提出有效的結構優(yōu)化方案,為降低顆粒排放提供理論依據(jù)。
   本文首先采用AVL FIRE軟件的ESE模塊,建立柴油機燃燒系統(tǒng)部分模型,對發(fā)動機工作循環(huán)的壓縮和膨脹過程進行數(shù)值模擬,分析渦流比對顆粒排放

3、的影響規(guī)律,為進氣道的設計提供優(yōu)化目標。其次應用平均流量系數(shù)、平均渦流比對排氣道的性能進行定量分析,使用CFD軟件FIRE對進氣道的流動性能進行數(shù)值模擬,比較了螺旋+切向的混合氣道與不同結構的雙切向氣道的流動特性。結果表明,混合氣道的進氣渦流強度比雙切向氣道大,但流通系數(shù)比雙切向氣道小;氣道偏心距、氣道夾角和氣門錐角對雙切向氣道的平均流通系數(shù)和平均渦流比均有一定影響。最后對優(yōu)化后的進氣道進行進氣道-氣門,燃燒室整個系統(tǒng)的建模,模擬包括進

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