论文部分内容阅读
采用EGR (Exhaust Gas Recycle)排气净化技术,将发动机排出的部分废气重新引入进气管内与新鲜空气混合后进入各缸燃烧,既能增加混合气的热容量,又能降低缸内燃烧最高温度,所以能有效减少氮氧化物NOx的生成。另外,EGR排气在各汽缸的均匀分配能有效改善机内燃烧质量,优化排放。本文采用三维CFD分析方法,研究了JX493某款柴油机各缸EGR率的均匀分配。首先,改进了该型柴油机进气歧管的结构,阐释了优化后的进气歧管模型B能优化EGR率均匀分配的原因。然后,运用三维CFD分析软件AVL Fire对A、B两种进气歧管模型分别进行模拟仿真(模拟工况为功率72kW,转速3600rpm, EGR率15%),依据仿真结果判断优化后的模型对EGR率均匀分配的改善情况。结果表明,发动机采用优化后的管路各缸EGR最大偏差率(8.99%)明显小于采用原始管路的EGR最大偏差率(44.79%),说明优化后的进气歧管非常有利于改善EGR率在各缸的均匀分配。在发动机性能试验阶段,首先利用性能试验验证了优化后的进气歧管B对EGR率均匀分配的优化效果,方法是依据各缸进气端NOx浓度的偏差度来侧面反映各缸EGR率的偏差度。选取了原机NOx排放相对较大的三个工况点,分别是1500rpm,150N;2800rpm,134N;3200rpm,155N,然后在试验中通过标定手段将NOx排放人为加大,以便能更有效地分辨NOx浓度的偏差。试验结果与模拟仿真结果基本吻合,原始进气歧管各缸的EGR最大偏差率都在10%以上,而优化后的进气歧管B各缸的最大EGR偏差率都在10%以下。最后,对整机的排放和燃油经济性进行监测。先对装有A型进气歧管的原机进行性能试验,然后更换优化后的歧管B做对比试验。试验中,从1200-3000rpm.每隔200rpm选取一定负荷,对整机NOx、 HC等的排放进行监测,同时记录燃油消耗率。试验结果表明,优化后的进气歧管B使得整机的NOx排放减少,整机的燃油经济性也得到了较好的改善(尤其在中低转速区域)。这说明优化后的进气歧管B不仅有利于该JX493柴油机EGR率在各缸的均匀分配,还能有效改善发动机机内的燃烧质量,降低NOx排放,提高燃油经济性。