輕型車用柴油機(jī)預(yù)混合低溫燃燒碳煙生成特性數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來，隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格以及環(huán)境問題的日益凸顯，低碳煙排放的高效清潔燃燒成為柴油機(jī)發(fā)展的熱點(diǎn)和趨勢。柴油機(jī)預(yù)混合低溫燃燒技術(shù)因其在實(shí)現(xiàn)超低碳煙排放方面的潛力，成為實(shí)現(xiàn)高效清潔燃燒的重要手段之一。然而預(yù)混合低溫模式與傳統(tǒng)燃燒模式相比，呈現(xiàn)相異的燃燒特征，致使兩種模式下的碳煙生成特性呈現(xiàn)不同之處。隨著柴油機(jī)預(yù)混合低溫燃燒技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，新型燃燒模式下的碳煙生成特性亟需進(jìn)行機(jī)理性探究。
　　本文以發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)驗(yàn)證為基礎(chǔ)，利用C

2、FD數(shù)值模擬研究的手段，在充分考慮新型燃燒模式下燃燒氛圍的復(fù)雜多變性對碳煙生成的影響的基礎(chǔ)上，通過對燃燒控制參數(shù)以及兩級噴射策略對預(yù)混合低溫燃燒碳煙生成特性的影響研究，探究預(yù)混合低溫燃燒模式下的碳煙生成特性，主要工作及結(jié)論如下：
　?。?）分析了預(yù)混合低溫燃燒和傳統(tǒng)燃燒模式下碳煙生成特性，結(jié)果表明兩種模式下燃燒過程和碳煙排放過程具有較大差異性，早噴策略下預(yù)混合低溫燃燒模式由于采用適時(shí)早噴耦合EGR，使得滯燃期較長，混合較為均勻，著

3、火前缸內(nèi)當(dāng)量比-溫度分布呈現(xiàn)集中且當(dāng)量比較小趨勢，傳統(tǒng)燃燒模式下則呈現(xiàn)擴(kuò)散趨勢且存在過濃區(qū)。且高EGR率下，缸內(nèi)燃燒溫度得到了較好控制，使得其較之傳統(tǒng)燃燒模式，取得更為低的碳煙排放。
　?。?）分析了噴射正時(shí)、EGR率對柴油機(jī)預(yù)混合低溫燃燒碳煙生成特性的影響。結(jié)果表明：適時(shí)早噴條件下，碳煙的生成和氧化量同時(shí)增加，且對碳煙的氧化作用占據(jù)主導(dǎo)作用，致使碳煙生成量降低。噴射過于提前，雖然可以有效抑制碳煙的生成和氧化，但是碳煙生成作用占據(jù)

4、主導(dǎo)作用，碳煙反而有所上升。EGR率增大對碳煙的生成和氧化作用都起到抑制作用，對碳煙氧化的抑制作用起主導(dǎo)作用，使得碳煙生成增加。隨著EGR率的進(jìn)一步增加，對碳煙生成的抑制作用起主導(dǎo)作用，使得碳煙生成有所降低。
　　（3）分析了兩級噴射策略對預(yù)混合低溫燃燒碳煙生成特性的影響。結(jié)果表明：隨著預(yù)噴正時(shí)的提前，C2H2和OH基生成上升，同時(shí)促進(jìn)了碳煙的生成和氧化，但其對碳煙生成的促進(jìn)作用占據(jù)主導(dǎo)作用，使得碳煙排放增加。隨著預(yù)噴正時(shí)進(jìn)一步提

5、前，OH基生成降低，對碳煙氧化反應(yīng)促進(jìn)作用進(jìn)一步減弱，碳煙排放進(jìn)一步惡化；隨著預(yù)噴油量增加，乙炔和OH基生成上升，同時(shí)促進(jìn)了碳煙的生成和氧化，但是對碳煙氧化的促進(jìn)作用占據(jù)主導(dǎo)作用，使得碳煙排放降低。隨著預(yù)噴油量進(jìn)一步增加，雖然碳煙成核和表面生長組分乙炔的生成降低，碳煙表面氧化組分OH基生成增加，其對生成促進(jìn)作用占據(jù)主導(dǎo)作用，使得碳煙呈現(xiàn)上升的趨勢。預(yù)噴策略存在一個(gè)合適的預(yù)噴射正時(shí)以及預(yù)噴油量范圍，實(shí)現(xiàn)較低的碳煙排放；隨著主后噴正時(shí)間隔的