重型柴油機(jī)燃燒過程優(yōu)化的仿真研究.pdf

1、隨著石化能源的日益枯竭以及排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，在滿足低排放的前提下提高柴油機(jī)熱效率，一直是內(nèi)燃機(jī)研究工作者的努力方向和研究重點(diǎn)。燃燒放熱率作為反映燃燒過程的關(guān)鍵參數(shù)，影響著發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率、機(jī)械負(fù)荷及排放特性，燃燒過程優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)高效清潔燃燒的途徑之一。
　　 本文首先基于一維模擬計(jì)算軟件GT-Power，建立了渦輪增壓柴油機(jī)的原機(jī)及二級(jí)增壓系統(tǒng)仿真模型，使用燃燒放熱重心CA50和燃燒持續(xù)期(CA10-CA90)這兩個(gè)最重要的參

2、數(shù)來(lái)表征燃燒放熱率特性，進(jìn)行了燃燒參數(shù)對(duì)柴油機(jī)性能影響的仿真研究。結(jié)果表明：柴油機(jī)不同運(yùn)行工況理論上存在一個(gè)最優(yōu)的燃燒放熱重心CA50和最優(yōu)的燃燒持續(xù)期，柴油機(jī)熱效率最高。負(fù)荷越大、轉(zhuǎn)速越低，最優(yōu)CA50時(shí)刻向上止點(diǎn)后推遲，燃燒持續(xù)期延長(zhǎng)。但是，柴油機(jī)由于受到有限排放、熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷的限制，與理想放熱規(guī)律存在差異導(dǎo)致燃燒損失。進(jìn)一步研究表明，在小負(fù)荷工作時(shí)燃燒損失主要是由燃燒持續(xù)期損失造成的，隨著負(fù)荷的增大，燃燒損失逐漸增大。CA50

3、比燃燒持續(xù)期對(duì)熱效率的影響更明顯，燃燒持續(xù)期比CA50對(duì)排放的影響更突出。對(duì)于采用EGR系統(tǒng)柴油機(jī)，降低泵吸損失也是提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的有效措施。
　　 在此基礎(chǔ)上，建立了兩種不同管路布置的高壓EOR系統(tǒng)仿真模型，模擬研究了其對(duì)柴油機(jī)性能和排放的影響。研究結(jié)果表明：對(duì)排氣脈沖能量利用較好的隔開取氣高壓EGR系統(tǒng)可以提高廢氣再循環(huán)的引入能力(特別是對(duì)實(shí)現(xiàn)EGR比較困難的低轉(zhuǎn)速大負(fù)荷工況)，降低泵吸損失，并改善NOx排放和燃油消耗率之