柴油機(jī)起動過程試驗(yàn)與仿真研究.pdf

1、柴油機(jī)具有較高的燃油經(jīng)濟(jì)性和可靠性,并且與汽油機(jī)相比,采用較高的壓縮比和過量空氣系數(shù),不存在進(jìn)氣門節(jié)流損失等,具有較高的熱效率。高壓共軌等技術(shù)的應(yīng)用使得柴油機(jī)的性能得到了進(jìn)一步的提高,致使柴油機(jī)的應(yīng)用日趨廣泛。起動性能是柴油機(jī)能夠正常工作的重要性能之一,但柴油機(jī)在冷機(jī)狀態(tài),尤其是在低溫環(huán)境下,存在起動時(shí)間長,轉(zhuǎn)速波動,燃燒以及排放惡化等問題。為了研究柴油機(jī)起動過程,本文利用實(shí)驗(yàn)室已有的條件和設(shè)備,在一臺135單缸直噴柴油機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改

2、造,完成了柴油機(jī)起動過程瞬態(tài)測控系統(tǒng)的搭建。柴油機(jī)起動過程中,實(shí)現(xiàn)了對循環(huán)噴油條件進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,并且對EGR閥與背壓閥開度進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)不同的EGR率等重要功能。在此測控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了不同EGR閥門開度下柴油機(jī)起動試驗(yàn)以及通過控制EGR量改善柴油機(jī)起動過程的試驗(yàn)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)起動過程中EGR可以促進(jìn)柴油機(jī)起動過程燃燒首循環(huán)的出現(xiàn),EGR率越大燃燒首循環(huán)出現(xiàn)的越早,縮短起動時(shí)間。但是燃燒首循環(huán)出現(xiàn)以后,過大的EGR量導(dǎo)致缸內(nèi)燃燒性能

3、惡化造成的失火循環(huán)大大增多,整體燃燒性能惡化。通過控制EGR實(shí)現(xiàn)燃燒首循環(huán)前后不同的EGR率,明顯改善了起動過程的燃燒性能與排放性能。除了進(jìn)行試驗(yàn)研究,還對冷機(jī)狀態(tài)起動首循環(huán)的缸內(nèi)燃燒過程進(jìn)行了計(jì)算分析。建立了一維GT-POWER計(jì)算模型和STAR-CD三維模型對發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)與運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)；進(jìn)行噴油器標(biāo)定試驗(yàn),分析處理得出噴油器的噴油特性文件,為模擬缸內(nèi)的噴油霧化和燃燒提供準(zhǔn)確的燃油噴射規(guī)律；利用ES-ICE劃分了動網(wǎng)格并對網(wǎng)格