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原文传递轻型车用柴油机高压共轨电控燃油系统优化及排放控制

论文题名：	轻型车用柴油机高压共轨电控燃油系统优化及排放控制
关键词：	车用柴油机;高压共轨;喷油参数;模拟仿真;排放控制;电控燃油系统
摘要：	近些年来，我国雾霾污染越来越严重，汽车排放是主要原因之一，降低柴油机污染物的排放十分必要。其中NOx和碳烟是柴油机尾气排放中控制的关键，电控高压共轨燃油系统可以实现喷油正时、喷油量以及喷油规律的高精度、柔性控制，显著改善燃油的喷雾特性和燃烧进程，得到了业内的广泛应用。柴油机喷油器的匹配参数和燃油系统喷射参数对缸内混合气的形成、燃烧过程和排放控制均影响很大，分析喷油器参数和燃油喷射参数对缸内燃烧过程的影响规律，对降低柴油机的排放具有重要意义。　　用模拟计算和试验分析研究某国产电控高压共轨柴油机排放控制。模拟仿真计算部分，利用FIRE软件建立样机的燃烧室模型，进行动网格划分，通过对比示功图验证模型的准确性。通过燃空当量比、缸内压力以及缸内温度场的变化等反映出缸内燃烧的过程，主要研究喷孔直径和喷油正时对缸内混合气形成、燃烧过程以及对柴油机排放的影响。研究结果表明：小的喷孔直径有利于燃油雾化，与空气混合充分，燃烧热效率高，缸内温度和压力较高，有利于降低碳烟排放，但NOx排放有所升高。喷油提前会延长滞燃期，缸内温度和压力均逐渐增大，且温度和压力的峰值也都提前出现。延迟喷油，可降低缸内温度，有利于降低NOx的排放。总喷油量一定时，增大后喷油量，缸内压力峰值略有下降，缸内温度峰值下降，但最终排温升高，主燃放热率峰值下降，后燃放热率峰值升高。增大主-后喷间隔角时，缸内压力峰值略有下降，后燃阶段温度减小，后燃达到放热率峰值时刻推迟，且其峰值下降。　　试验部分完成柴油机的喷油器匹配试验和燃油喷射系统部分参数的优化试验。通过试验对比，主要分析喷油器喷孔直径、油嘴伸出量、轨压、主喷正时、后喷油量以及主-后喷间隔角等参数对试验样机排放和燃油经济性的影响，为样机的性能优化提供参考方案。试验结果表明：喷孔直径由0.132mm增大到0.149mm时，柴油机NOx排放量逐渐减小，PM、CO和HC排放量则逐渐增大。喷孔直径为0.132mm时，试验样机排放和燃油经济性较为折中；对比不同油嘴伸出量下柴油机外特性烟度和燃油消耗率，喷油器油嘴伸出量为3.03mm时较适合；较大的轨压可以降低烟度和燃油消耗率，而推迟主喷正时可以明显降低NOx排放；随着后喷油量的增加，NOx排放逐渐降低，燃油消耗率逐渐增大，CO、HC和烟度排放呈现出先降低后上升的趋势；随着主-后喷间隔角的增大，NOx排放逐渐降低，CO、HC排放和燃油消耗率逐渐增大，烟度排放呈现出先降低后上升的趋势；与单次喷射相比，后喷射能使NOx和烟度的排放均有所降低，但燃油消耗率会有所增加；采用合理的后喷射参数可以实现柴油机排放和燃油消耗率的折中优化。
作者：	朱浩
专业：	动力工程
导师：	罗福强
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文