車用柴油機燃燒過程及碳煙和NO-,x-排放的數(shù)值模擬.pdf

1、在能源危機和環(huán)境保護的雙重壓力下，人們對柴油機的性能和排放的要求也越來越高，而柴油機燃燒過程的好壞對其性能及排放有著至關(guān)重要的影響。數(shù)值模擬方法具有成本低、周期短、信息量大和便于優(yōu)化等特點。廣泛地應(yīng)用于柴油機的燃燒過程的研究。鑒于此，論文通過三維數(shù)值模擬的方法對某增壓中冷柴油機燃燒過程進行了數(shù)值分析，并對其碳煙和NOx排放進行了初步的研究。 本文采用CFD(Computational Fluid Dynamics)數(shù)值分析軟件-

2、STAR-CD，建立了計算模型，并與全氣缸取樣實驗進行對比。在此基礎(chǔ)上，對缸內(nèi)工質(zhì)的流動狀態(tài)、溫度分布以及碳煙和NOx排放物的生成過程進行了模擬計算，分析了影響有害排放物形成的主要因素。此外，研究了改變渦流比、噴油提前角、噴孔直徑、噴霧夾角、共軌壓力和進氣初始壓力等燃燒邊界條件對柴油機燃燒過程以及碳煙和NOx排放的影響。 研究結(jié)果表明：模擬的示功圖與實驗示功圖，模擬的碳煙生成曲線和實驗獲得的碳煙生成曲線，均吻合較好，驗證了所建數(shù)

3、值分析模型的正確性。碳煙生成曲線峰值出現(xiàn)在17°ATDC附近，隨著燃燒的繼續(xù)，生成的碳煙大部分被氧化；25°ATDC以前，生成了幾乎所有的NOx，隨后出現(xiàn)了NOx“凍結(jié)”的現(xiàn)象，NOx生成量基本保持恒定。此外，增大渦流比和減小噴孔直徑有利于提高缸內(nèi)氣流運動速度、擴大高溫區(qū)域，降低碳煙排放，但使NOx排放升高。改變噴霧夾角和噴油嘴位置對缸內(nèi)壓力和溫度影響不大，但是影響到噴霧油束的落點位置。落點過高，則油束噴入氣缸余隙較多，燃燒質(zhì)量較差，形