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多策略协同对车用柴油机燃烧和排放的优化研究
| 论文题名： | 多策略协同对车用柴油机燃烧和排放的优化研究 |
| 关键词： | 车用柴油机;气道选择;进气加湿;米勒循环;喷油策略;燃油消耗率;污染物减排 |
| 摘要： | 车用柴油机有着热效率高，动力大的优势，但其污染物的排放问题随着相关法规的日渐严格而引起了整个行业的重视，为了解决污染物排放量过高的问题，众多减排新技术被运用在柴油机领域。 本文基于CONVERGE软件，对某型车用柴油机进行数值模拟研究，研究涉及气道类型的选择、进气加湿、喷油提前角、喷油压力、米勒循环及以上策略协同对此型柴油机燃烧和排放的影响。研究表明组合气道在对缸内燃烧的改善上要优于直气道，组合气道进气加湿NOx排放量缸内最大降幅为85.09%要优于直气道下的最大降幅70.66%，两气道碳烟的排放则会随着加湿程度的增加而升高，其中组合气道碳烟排放高于直气道。增大喷油提前角与喷油压力可以提高缸内峰值温度与峰值压力，两策略下指示燃油消耗率ISFC较原机方案分别下降了7.38%、10.9%,但NOx排放量增加，碳烟排放量随着喷油提前角的变大先增加后减少；随着喷油压力的增加，碳烟排放量逐渐下降。本文为了研究米勒循环对车用柴油机燃烧和排放的影响共设计有四个进气门早关方案，两个进气门晚关方案，研究中发现进气损失、排气损失以及泵气损失随着米勒度的增加出现了先减小后增加的趋势，在进气门晚关10℃A方案下油气混合状态最好，进气门晚关有助于改善发动机的油耗水平。综合以上策略，以NOx、碳烟排放以及燃油经济性为评价指标，得到了最佳优化方案：组合气道，进气中水质量分数为5.2%，喷油压力为1900bar，喷油提前角为12℃A，进气门关闭时刻比原机推迟20℃A,此方案使得排放处在较低水平，同时可以避免油耗恶化。 |
| 作者： | 王宏达 |
| 专业： | 动力工程及工程热物理 |
| 导师： | 许俊峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中北大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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