車用柴油機(jī)燃燒過(guò)程及碳煙和NO-,x-排放的數(shù)值模擬.pdf

1、在能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力下，人們對(duì)柴油機(jī)的性能和排放的要求也越來(lái)越高，而柴油機(jī)燃燒過(guò)程的好壞對(duì)其性能及排放有著至關(guān)重要的影響。數(shù)值模擬方法具有成本低、周期短、信息量大和便于優(yōu)化等特點(diǎn)。廣泛地應(yīng)用于柴油機(jī)的燃燒過(guò)程的研究。鑒于此，論文通過(guò)三維數(shù)值模擬的方法對(duì)某增壓中冷柴油機(jī)燃燒過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值分析，并對(duì)其碳煙和NOx排放進(jìn)行了初步的研究。 本文采用CFD(Computational Fluid Dynamics)數(shù)值分析軟件-

2、STAR-CD，建立了計(jì)算模型，并與全氣缸取樣實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比。在此基礎(chǔ)上，對(duì)缸內(nèi)工質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)、溫度分布以及碳煙和NOx排放物的生成過(guò)程進(jìn)行了模擬計(jì)算，分析了影響有害排放物形成的主要因素。此外，研究了改變渦流比、噴油提前角、噴孔直徑、噴霧夾角、共軌壓力和進(jìn)氣初始?jí)毫Φ热紵吔鐥l件對(duì)柴油機(jī)燃燒過(guò)程以及碳煙和NOx排放的影響。 研究結(jié)果表明：模擬的示功圖與實(shí)驗(yàn)示功圖，模擬的碳煙生成曲線和實(shí)驗(yàn)獲得的碳煙生成曲線，均吻合較好，驗(yàn)證了所建數(shù)

3、值分析模型的正確性。碳煙生成曲線峰值出現(xiàn)在17°ATDC附近，隨著燃燒的繼續(xù)，生成的碳煙大部分被氧化；25°ATDC以前，生成了幾乎所有的NOx，隨后出現(xiàn)了NOx“凍結(jié)”的現(xiàn)象，NOx生成量基本保持恒定。此外，增大渦流比和減小噴孔直徑有利于提高缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)速度、擴(kuò)大高溫區(qū)域，降低碳煙排放，但使NOx排放升高。改變噴霧夾角和噴油嘴位置對(duì)缸內(nèi)壓力和溫度影響不大，但是影響到噴霧油束的落點(diǎn)位置。落點(diǎn)過(guò)高，則油束噴入氣缸余隙較多，燃燒質(zhì)量較差，形