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原文传递进气初始条件对高密度-低温柴油机燃烧和排放的影响

论文题名：	进气初始条件对高密度-低温柴油机燃烧和排放的影响
关键词：	车用柴油机;高密度-低温燃烧;正交试验法;初始条件;模拟仿真;综合平衡分析
摘要：	柴油机在HC和CO排放上具有汽油机无法比拟的优势。然而，由于柴油机NOx和碳烟排放存在“此消彼长”关系的缘故，同时降低这两种排放物非常困难.尽管柴油机后处理技术取得一些进展，然而，这种技术距实用化尚待时日。许多学者尝试探索柴油机新的燃烧放式来达到同时降低NOx和碳烟的目的。高密度-低温燃烧技术是从混合与化学过程时间尺度控制的基本概念出发，提出了时间尺度控制燃烧过程(TSCC)的概念。在降低充量初始温度的条件下，可以通过提高增压压力，提高充量密度。现代高强化柴油机在高负荷时，压缩终点的压力超过10MPa，温度超过1000K，传统意义上的着火滞燃期只有100μ S左右。在这种“极端”条件下，如何提高热效率，同时实现超低NOx和微粒排放是新一代内燃机燃烧理论和技术的重要课题。高密度--低温燃烧模式有可能成为解决这个难题的有效途径。对柴油机燃烧过程的研究除了传统的实验方法外，利用计算机软件进行相关数值模拟也是一项常用手段。　　本文系统地论述了缸内燃烧过程的三维数值模拟方法，分析了缸内气相湍流模型、喷雾模型、燃烧模型的建模机理，并利用AVL公司开发的三维模拟软件FIRE，建立柴油机模型，验证模型的准确性，利用正交试验方法设置试验方案，并运用模型模拟了不同初始条件(进气温度，进气压力和EGR)下的柴油机燃烧过程，获得了发动机有关性能指标。研究表明：　　 1)EGR对缸内燃烧的影响最大，进气温度和进气压力次之；　　 2)指示燃油消耗率达到最小值的最佳水平组合为：50％负荷时；EGR取0、进气温度取40℃、进气压力取2.7bar；75％负荷时；EGR取0、进气温度取20℃、进气压力取2.8bar；100％负荷时；EGR取0、进气温度取20℃、进气压力取2.8bar；　　 3)平均指示压力达到最大值的最佳水平组合为：50％负荷时；EGR取0、进气温度取40℃、进气压力取2.7bar；75％负荷时；EGR取0、进气温度取20℃、进气压力取2.8bar；100％负荷时；EGR取0、进气温度取20℃、进气压力取2.8bar；　　 4)碳烟排放量达到最小值的最佳水平组合为：50％负荷时；EGR取0、进气温度取20℃、进气压力取2.8bar；75％负荷时；EGR取0、进气温度取20℃、进气压力取2.8bar；100％负荷时；EGR取0、进气温度取20℃、进气压力取2.8bar；　　 5)NOx排放量达到最小值的最佳水平组合为：50％负荷时；EGR取0.2、进气温度取20℃、进气压力取2.6bar；75％负荷时；EGR取0.2、进气温度取40℃、进气压力取2.8bar；100％负荷时；EGR取0.2、进气温度取20℃、进气压力取2.6bar；　　最后的综合平衡分析的最优方案是：50％负荷EGR为0.1，进气压力为2.7bar，进气温度为40℃；75％负荷EGR为0.1，进气压力为2.8bar，进气温度为20℃；100％负荷EGR为0.1，进气压力为2.8bar，进气温度为20℃。
作者：	万普鹏
专业：	车辆工程
导师：	刘建勋
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文