帶EGR增壓柴油機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)三維數(shù)值模擬.pdf

1、隨著日趨嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題的加劇，世界各國(guó)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放的法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)格，從而促進(jìn)對(duì)低排放發(fā)動(dòng)機(jī)的研究。EGR技術(shù)目前被認(rèn)為是降低柴油機(jī)NO<,x>排放最實(shí)用和有效的方法之一，用EGR技術(shù)降低柴油機(jī)NO<,x>需綜合考慮柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、HC排放等來(lái)確定運(yùn)行工況的EGR率，還需確定EGR接管在進(jìn)氣管的位置，它影響各缸EGR的分配均勻性和瞬態(tài)響應(yīng)性，且EGR均勻性和瞬態(tài)響應(yīng)性兩者是相互矛盾的。為了取得柴油機(jī)的綜合性能的優(yōu)化，最大限度降

2、低柴油機(jī)NO<,x>排放，對(duì)EGR率和EGR閥接管在進(jìn)氣管的位置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和試驗(yàn)顯得非常重要。 本文針對(duì)帶EGR閥4L88增壓柴油機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)進(jìn)行研究，用試驗(yàn)確定運(yùn)行工況的EGR率，利用AVL-FIRE三維模擬軟件計(jì)算進(jìn)排氣系統(tǒng)內(nèi)氣體的實(shí)際流動(dòng)情況，借助計(jì)算結(jié)果對(duì)EGR閥在進(jìn)氣管上的安裝位置進(jìn)行優(yōu)化，使得其均勻性和瞬態(tài)響應(yīng)性達(dá)到最佳。模擬計(jì)算結(jié)果的精度受計(jì)算邊界條件的制約，為了得到正確的三維瞬態(tài)過(guò)程計(jì)算邊界條件，本文通過(guò)4L

3、88增壓柴油機(jī)的試驗(yàn)得出計(jì)算的部分邊界條件，同時(shí)利用AVL-BOOST軟件建立不帶EGR閥的整機(jī)一維計(jì)算模型(原機(jī)模型)，并將柴油機(jī)的外特性及負(fù)荷特性的試驗(yàn)結(jié)果與一維模擬結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證模型的正確性，在此基礎(chǔ)上通過(guò)在一維模型上布置測(cè)量點(diǎn)得到輸出的計(jì)算結(jié)果(壓力、速度、和空氣流量等)作為三維計(jì)算的瞬態(tài)邊界條件，對(duì)原機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)進(jìn)行模擬計(jì)算，分析優(yōu)化進(jìn)排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上根據(jù)4L88增壓柴油機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果和增壓柴油機(jī)進(jìn)排氣壓力的

4、特點(diǎn)設(shè)計(jì)彈簧-膜片式EGR閥，使該EGR閥能夠滿足柴油機(jī)各個(gè)工況下EGR率的要求，再將EGR閥計(jì)算模型加入到原機(jī)一維整機(jī)計(jì)算模型中，同樣通過(guò)布置測(cè)量點(diǎn)來(lái)獲得三維計(jì)算的邊界條件，建立了帶EGR閥增壓柴油機(jī)的三維瞬態(tài)計(jì)算模型，分別對(duì)EGR閥接管在柴油機(jī)進(jìn)氣管上的不同安裝位置進(jìn)行模擬計(jì)算，研究了EGR閥接管不同安裝位置對(duì)EGR的分配均勻性和瞬態(tài)響應(yīng)性的影響，得出了EGR閥接管在進(jìn)氣總管的位置和接管安裝方向?qū)U氣成份在各缸分配均勻性和瞬態(tài)響應(yīng)性