TY3100EZ增壓柴油機(jī)試驗(yàn)與整機(jī)性能循環(huán)模擬研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的環(huán)保意識(shí)也越來(lái)越強(qiáng)。由于非道路用機(jī)械的進(jìn)一步推廣，非道路用柴油機(jī)的污染物排放問(wèn)題正日益受到人們的關(guān)注。國(guó)際社會(huì)以及相關(guān)組織均制定了相應(yīng)的非道路用柴油機(jī)的排放法規(guī)，以減少主要有害排放物對(duì)人類和自然環(huán)境的危害。對(duì)于中小型非道路用柴油機(jī)而言，對(duì)燃油供給、進(jìn)氣、燃燒室三者間的優(yōu)化匹配是降低有害捧放物的重要方法。本文以TY3100EZ非道路用增壓柴油機(jī)為研究樣機(jī)，采用試驗(yàn)的方法，探討了非道路用增壓柴油機(jī)達(dá)到美國(guó)環(huán)保署第四

2、階段(EPA Tier4)標(biāo)準(zhǔn)的排放物控制方法與途徑。同時(shí)運(yùn)用軟件模擬計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)性能并預(yù)測(cè)排放。
　　 本文首先進(jìn)行了TY3100EZ增壓柴油機(jī)排放控制試驗(yàn)研究。通過(guò)對(duì)原機(jī)進(jìn)行性能和排放的摸底試驗(yàn)，分析了原機(jī)排放物排放量的特點(diǎn)，采取調(diào)整供油提前角、出油閥減壓容積、高壓油管內(nèi)徑等燃油系統(tǒng)參數(shù)以及重新設(shè)計(jì)燃燒室的技術(shù)措施，獲得了TY3100EZ增壓柴油機(jī)排放達(dá)到EPA Tier4標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方案。
　　 其次，詳細(xì)描述了柴油機(jī)

3、循環(huán)模擬的數(shù)學(xué)物理模型，尤其分析了柴油機(jī)燃燒模擬模型、NOx和Soot排放物的生成機(jī)理及模型；基于準(zhǔn)維燃燒模型、擴(kuò)展的Zeldovich NOx生成機(jī)理和Nagle& Strickland-Constable Soot生成模型，利用GT-Power軟件建立了能夠預(yù)測(cè)NOx和Soot排放的TY3100EZ柴油機(jī)整機(jī)系統(tǒng)仿真模型；采用所建仿真模型，對(duì)所研究柴油機(jī)的外特性進(jìn)行了模擬計(jì)算，預(yù)測(cè)了幾個(gè)工況的NOx和Soot排放，結(jié)果表明，模擬計(jì)算

4、結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。
　　 本文同時(shí)重點(diǎn)分析了建模過(guò)程中渦流系數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，當(dāng)在建模過(guò)程中考慮這一系數(shù)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)變化不大，而對(duì)于排放物(NOx和Soot)的預(yù)測(cè)影響較大，大幅度降低。
　　 然后利用所建仿真模型，分析了壓縮比變化、噴油提前角變化和增壓度變化對(duì)柴油機(jī)性能及NOx和Soot排放特性的影響。計(jì)算結(jié)果表明，在循環(huán)噴油量一定的情況下，壓縮比的變化對(duì)排放物的生成影響很大；噴油定時(shí)對(duì)排放物