原文传递
车用柴油机燃烧过程及碳烟和NO<,x>排放的数值模拟
| 论文题名： | 车用柴油机燃烧过程及碳烟和NO<,x>排放的数值模拟 |
| 关键词： | 车用柴油机;燃烧过程;碳烟;NOx排放;数值模拟 |
| 摘要： | 在能源危机和环境保护的双重压力下，人们对柴油机的性能和排放的要求也越来越高，而柴油机燃烧过程的好坏对其性能及排放有着至关重要的影响。数值模拟方法具有成本低、周期短、信息量大和便于优化等特点。广泛地应用于柴油机的燃烧过程的研究。鉴于此，论文通过三维数值模拟的方法对某增压中冷柴油机燃烧过程进行了数值分析，并对其碳烟和NOx排放进行了初步的研究。 本文采用CFD(Computational Fluid Dynamics)数值分析软件-STAR-CD，建立了计算模型，并与全气缸取样实验进行对比。在此基础上，对缸内工质的流动状态、温度分布以及碳烟和NOx排放物的生成过程进行了模拟计算，分析了影响有害排放物形成的主要因素。此外，研究了改变涡流比、喷油提前角、喷孔直径、喷雾夹角、共轨压力和进气初始压力等燃烧边界条件对柴油机燃烧过程以及碳烟和NOx排放的影响。 研究结果表明：模拟的示功图与实验示功图，模拟的碳烟生成曲线和实验获得的碳烟生成曲线，均吻合较好，验证了所建数值分析模型的正确性。碳烟生成曲线峰值出现在17°ATDC附近，随着燃烧的继续，生成的碳烟大部分被氧化；25°ATDC以前，生成了几乎所有的NOx，随后出现了NOx“冻结”的现象，NOx生成量基本保持恒定。此外，增大涡流比和减小喷孔直径有利于提高缸内气流运动速度、扩大高温区域，降低碳烟排放，但使NOx排放升高。改变喷雾夹角和喷油嘴位置对缸内压力和温度影响不大，但是影响到喷雾油束的落点位置。落点过高，则油束喷入气缸余隙较多，燃烧质量较差，形成较多碳烟；落点过低则油束喷到燃烧室深坑底面上，导致油滴沉在温度较低的燃烧室底面上，碳烟排放恶化。增大喷油提前角和共轨压力，改善了燃油混合质量，提高了最高爆发压力和缸内平均温度，使NOx排放升高，碳烟排放降低。初始压力的升高，较大程度提高了缸内压力，降低了碳烟排放。 |
| 作者： | 李晓娟 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 宋崇林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
