噴油正時及EGR對柴油機性能影響的CFD研究.pdf

1、隨著霧霾天氣、溫室效應(yīng)及其他環(huán)境問題的日益嚴重，人們節(jié)能減排的意識逐漸被喚醒。因此，政府不斷出臺嚴格的排放法規(guī)。而以石油為能源的內(nèi)燃機的數(shù)量卻逐年遞增，其尾氣對環(huán)境的影響也日益嚴重。因此，提高內(nèi)燃機的燃燒效率，降低尾氣排放已刻不容緩。柴油機的熱效率比汽油機高，但其排放的廢氣中的氮氧化物(NO)及碳煙顆粒(Soot)的比例較高，而噴油正時及廢氣再循環(huán)(EGR)對柴油機的燃燒與排放性能有很大的影響。
　　噴油正時對柴油機的性能影響非常

2、大，同時也是在實際運用過程中最容易改變的一個參數(shù)，對于某臺正在開發(fā)的柴油機，如果能在實驗前通過CFD仿真的方式獲得一個最優(yōu)噴油正時，可以大大縮短試驗周期，也能節(jié)約相關(guān)費用。EGR能夠顯著降低NO的排放，同時使Soot的排放增加，利用數(shù)值模擬的方式從缸內(nèi)工質(zhì)微觀分布角度（流場、溫度場、濃度場）研究EGR對柴油機性能的影響，并分析相關(guān)機理，具有現(xiàn)實的意義。
　　本文利用Auto CAD與AVL fire軟件，首先建立燃燒室的二維模型，

3、并將其導(dǎo)入ESE模塊中，完成對燃燒室及噴油器的三維模型的建立及網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分完成后，利用試驗數(shù)據(jù)及相關(guān)經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定初始條件及邊界條件，在計算后利用試驗值對模型進行驗證。
　　本文模擬了在2000r/min，100％負荷時噴油正時對柴油機性能影響。仿真結(jié)果表明，隨著噴油正時的的提前，滯燃期延長，柴油機缸內(nèi)最高壓力和燃燒溫度也隨之提高，NO的排放也增大，因此適當(dāng)?shù)难雍髧娪蜁r刻可以降低NO排放。模擬了滿負荷下EGR率分別為0、0.2

4、、0.4、0.6時的情況，結(jié)果表明:‘EGR會延長柴油機的滯燃期，并影響燃料的放熱，如果EGR過大，會導(dǎo)致后燃嚴重;EGR能夠有效的降低缸內(nèi)燃燒溫度從而減少NO的排放，EGR還能降低缸內(nèi)爆發(fā)壓力，使柴油機工作更加平穩(wěn);但隨著EGR的增大，缸內(nèi)局部缺氧就會更加嚴重，導(dǎo)致Soot的排放增大。模擬了分析了2000r/min，EGR率為0.4時對100％及55％兩種負荷的影響，結(jié)果表明，EGR對低負荷柴油機的經(jīng)濟性、動力性影響相對較小，在高負荷