基于KIVA的柴油機(jī)常規(guī)排放物變參數(shù)研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染日益嚴(yán)重，排放法規(guī)越來越嚴(yán)格，如何能進(jìn)一步降低柴油機(jī)排放成為現(xiàn)如今最重要的課題。柴油機(jī)以其高動力性和低燃油消耗率在動力裝置方面得到廣泛應(yīng)用，柴油機(jī)的主要常規(guī)排放物有NOX，HC，CO和SOOT。由于計(jì)算科學(xué)的不斷發(fā)展以及計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的提高，數(shù)值模擬成為研究燃燒過程的重要手段。數(shù)值模擬耗時短，費(fèi)用低，能獲取大量試驗(yàn)無法得出的流場信息。
　　本文以KIVA軟件為研究工具，應(yīng)用KIVA軟件中的前處理器對4102柴油機(jī)的燃燒

2、室進(jìn)行了網(wǎng)格劃分，并確定了計(jì)算的初始參數(shù)和邊界條件，然后進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為吻合，說明建立的燃燒模型真實(shí)可行。計(jì)算分析了不同EGR對柴油機(jī)燃燒和排放性能的影響，為了確定CO2、H2O和N2這三種氣體對柴油機(jī)燃燒與排放的影響差別，分別用它們來彌補(bǔ)氧氣量的減少以維持進(jìn)氣量的總量不變，進(jìn)行了EGR率為3％，6%，9%三個工況的九組模擬計(jì)算。結(jié)果表明三種氣體對柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒及HC、NOX、CO和SOOT污染物排放的影響大致

3、相同：都是隨著 EGR量增加，缸內(nèi)最大爆發(fā)壓力和最高燃燒溫度呈下降的趨勢，其峰值出現(xiàn)的位置越接近壓縮上止點(diǎn)，且高溫持續(xù)時間縮短，燃燒始點(diǎn)隨著 EGR率的增大而后移；HC最終排放量也逐漸升高；NOX最終排放量顯著下降；CO最終排放量隨著EGR率的增大而減?。籗OOT最終排放量隨著EGR率的增大而增大；但最終數(shù)值卻不盡相同，發(fā)現(xiàn)在廢氣再循環(huán)中起主要作用的還是它的稀釋效應(yīng)，而化學(xué)效應(yīng)和熱效應(yīng)起的作用較小。計(jì)算分析了不同負(fù)荷對柴油機(jī)燃燒和排放性

4、能的影響，發(fā)現(xiàn)隨負(fù)荷的增加，缸內(nèi)平均壓力和溫度會逐漸增大，其最大爆發(fā)壓力和最高燃燒溫度也隨之增大，曲線最大值所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角向后推遲；最終的HC、NOX、CO和SOOT污染物排放量也是隨之增大。計(jì)算分析了不同噴油提前角對柴油機(jī)燃燒和排放性能的影響，發(fā)現(xiàn)缸內(nèi)最大爆發(fā)壓力和最高燃燒溫度隨著噴油提前角的增大而增大，且其峰值出現(xiàn)的位置越接近于壓縮上止點(diǎn)，燃燒始點(diǎn)隨著供油提前角的前移而提前，高溫持續(xù)時間增長；HC的最終排放量隨噴油提前角的增大而減