基于低溫燃燒理論的柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)參數(shù)協(xié)調(diào)控制研究.pdf

1、柴油機(jī)作為一種高效低能耗的動力裝置，在汽車、船舶、重型機(jī)械等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。為了有效地控制柴油機(jī)的燃燒排放，低溫燃燒作為一種新型燃燒方式孕育而生，近年來受到學(xué)者廣泛地關(guān)注。低溫燃燒方式主要通過提高柴油機(jī)缸內(nèi)混合氣質(zhì)量和降低缸內(nèi)燃燒溫度來實(shí)現(xiàn)，達(dá)到降低柴油機(jī)NOX與Soot排放的目的。
　　本文基于低溫燃燒理論，綜合實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，利用AVL-Fire數(shù)值模擬軟件，對柴油機(jī)的燃燒控制參數(shù)進(jìn)行了一個(gè)系統(tǒng)的研究。分析了柴油機(jī)主要控制參

2、數(shù)EGR率、噴油時(shí)刻、燃燒室加限流沿等情況對柴油機(jī)燃燒過程和排放物的影響。以Auto-CAD為工具設(shè)計(jì)二維柴油機(jī)燃燒室形狀，并導(dǎo)入AVL-Fire數(shù)值模擬軟件中劃分網(wǎng)格，建立模型模擬柴油機(jī)燃燒過程并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行校對完善計(jì)算模型，利用改善后的模型分析了多個(gè)工況下柴油機(jī)的燃燒過程與排放性能，對比分析得出以下結(jié)論。
　　1）隨著EGR率的增大，缸內(nèi)最高壓力和最高溫度會有一定的下降，燃油滯燃期增長，Soot排放值明顯上升，但NOX排放值得

3、到很大改善。大EGR率混合氣濃度明顯降低，滯燃期延后，缸內(nèi)燃燒最高溫度與壓力下降，NOX的排放得到很好控制。
　　2）噴油定時(shí)對柴油機(jī)燃燒與排放影響巨大。上止點(diǎn)后噴油時(shí)，噴油定時(shí)會推遲，使缸內(nèi)溫度降低，燃油滯燃期增大，易形成濃混合氣體，Soot排放值上升。同時(shí)預(yù)混合階段燃燒放熱量減少，擴(kuò)散燃燒階段放熱量增大，導(dǎo)致缸內(nèi)平均溫度增大，NOX排放增加。
　　3）燃燒室限流沿能夠使燃油形成二次射流從壁面剝離，增大燃油的空間分布，提升

4、混合氣形成質(zhì)量。增大限流沿高度，可以同時(shí)降低缸內(nèi)最高燃燒溫度與NOX，但HC和Soot的排放值增加。
　　4）限流沿位置處于噴油錐角155°CA噴射方向的燃燒室側(cè)壁時(shí)，能夠很好的降低缸內(nèi)最高溫度和NOX排放量，部分燃油因二次濺射進(jìn)入余隙容積，導(dǎo)致Soot的排放值增大。
　　綜合上述結(jié)論，可以得出：大EGR率能夠有效的降低缸內(nèi)燃燒溫度，使NOX的排放降低；但隨著EGR率的增大，Soot的排放會升高；上止點(diǎn)后噴油時(shí)，噴油時(shí)刻過晚