柴油機機內(nèi)凈化燃燒技術的仿真研究.pdf

1、柴油機由于其良好的經(jīng)濟性和動力性，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應用。然而隨著以柴油機為動力的交通運輸工具保有量的增加，其排放物對環(huán)境及人類健康所造成的危害也越來越受到關注。相比于汽油機，柴油機的主要排放物為NOx和SOOT。NOx會導致酸雨、光化學煙霧、臭氧層空洞等嚴重環(huán)境問題，而SOOT是大氣環(huán)境中PM2.5的重要組成部分，因此柴油機排放控制成為制約其未來發(fā)展的關鍵問題。針對該問題，人們當前采取的主要措施是機內(nèi)凈化+排氣后處理。機內(nèi)凈化的目

2、的是：在盡可能保證柴油本身良好的動力性、經(jīng)濟性的條件下，控制柴油機的原機NOx、SOOT排放，從而減輕后處理裝置的“負擔”。
　　本文運用AVL/BOOST&FIRE軟件，基于臺架實驗數(shù)據(jù)，對一臺8.9L柴油機進行了三維仿真研究。在對原機換氣、噴油、燃燒過程進行分析的基礎上，研究了進氣門遲閉、噴油正時、廢氣再循環(huán)等技術對于促進油氣混合、改善缸內(nèi)燃燒及降低柴油機排放的意義。主要的研究內(nèi)容為：
　?。?）建立原始發(fā)動機包含進氣道

3、、氣缸、排氣道的全模型，并以實驗數(shù)據(jù)為參考對該模型進行驗證。
　?。?）在原機氣門正時的基礎上，設計一種增大進氣門遲閉角的方案，分析柴油機實際壓縮比、進氣量、輸出功率及各項排放物指標隨進氣門遲閉角增大的變化趨勢，并研究提高進氣壓力對于優(yōu)化柴油機排放性能的意義。
　?。?）分析噴油提前角對柴油機NOx和SOOT的影響規(guī)律，在此基礎上，以同時降低原機NOx、SOOT排放為目的，提出了12oCA噴油提前角+10％EGR率、4oCA