高壓縮比柴油機晚噴燃燒特性研究.pdf

1、柴油機新型燃燒方式可以很好地解決傳統(tǒng)燃燒中 NOx和碳煙排放之間的Trade-off關系，具有清潔高效的特點，能有效緩解當前能源危機和環(huán)境污染的嚴峻形勢。在眾多柴油機新型燃燒方式中，晚噴燃燒以其在負荷拓展和燃燒相位控制方面的優(yōu)勢獲得廣泛關注。壓縮比是柴油機的重要參數(shù)之一，壓縮比增大對提高柴油機的動力性、經濟性、冷啟動性均有好處。本文采用數(shù)值模擬的方法對一臺高壓縮比柴油機在晚噴條件下的燃燒和排放特性進行研究。
　　本文以一臺高壓縮比

2、六缸高壓共軌柴油機為原型，利用KIVA-3V程序建立了三維數(shù)值模型，并從缸內壓力、缸內溫度、排放等方面對所建模型進行了驗證，結果表明，計算值與試驗值吻合較好，模型可靠。采用了一整套有效的初邊值條件計算方法，確定計算工況的初邊值條件。選取20％和40%兩個負荷工況，分別研究了噴油始點、EGR率、噴油策略對高壓縮比柴油機晚噴燃燒特性的影響，并從多個方面進行了分析。研究結果表明：
　　噴油始點相對于上止點提前或者推遲，噴油時刻缸內溫度均

3、有所降低，滯燃期延長，缸內混合氣更均勻，最高當量比減小，平均指示壓力下降，但相對于低壓縮比發(fā)動機，壓縮比較高時平均指示壓力對噴油始點的變化相對不敏感；對于中等負荷工況，提前或推遲噴油都有利于實現(xiàn)預混燃燒，從而使缸內溫度升高，最高當量比下降，Soot排放降低，但NOx排放上升；低負荷工況隨噴油始點推遲，缸內溫度逐漸降低，NOx排放逐漸減少，但Soot排放逐漸增多。此外，當噴油始點推遲到上止點后8oCA時，發(fā)動機發(fā)生失火。
　　隨著E

4、GR率的增加，噴油時刻缸內溫度逐漸降低，滯燃期延長，缸內燃油與空氣混合時間增長，混合更加均勻，著火時刻缸內當量比降低；與低壓縮比柴油機相比，高壓縮比柴油機的滯燃期幾乎呈線性增加；EGR率增大，缸內最高壓力、平均指示壓力、缸內最高溫度、總放熱量均呈現(xiàn)下降趨勢，NOx排放降低，但Soot排放增加。
　　隨著噴油次數(shù)的增加，滯燃期逐漸縮短，當量比增大，且分布更加集中；缸內壓力、缸內溫度以及放熱率的變化都隨噴油次數(shù)的增加而越來越趨于平緩，