论文部分内容阅读
随着石油资源的枯竭和环境污染的日益加重,降低发动机燃油消耗、减少污染物排放成为开展内燃机研究的首要任务。涡轮增压中冷柴油机作为一种排放清洁、节省能源的先进动力,具有功率大、燃油经济性好、污染物排放少等优点,得到了广泛的应用。利用计算机数值模拟技术进行增压发动机工作过程模拟,预测发动机的动力性能、油耗和排放,优化发动机参数,费时短、精度高,具有很强的现实意义。传统的零维及准维工作过程模拟不能从本质上反映内燃机的工作过程,不能精确的预测发动机的排放,多维模型的工作过程模拟为此提供了解决方案。在以整机热力参数为目的的工作过程计算中,可以忽略进排气管内压力波的传播过程,取每循环内的进排气管压力和温度为平均值,每工作循环计算一次,此方法简称“等压法”。这种计算方法能真实地模拟涡轮增压柴油机进排气系统热力过程,模型耗时少,精度高,适用于各种增压系统。本文利用内燃机多维燃烧模拟程序(KIVA-3V程序),建立了带垂直气门、浅ω型燃烧室的柴油机计算模型,计算涡轮增压柴油机缸内燃烧过程,并融合等压法原理的进排气系统模型,进行涡轮增压柴油机的工作过程模拟。将计算所得示功图与实测示功图进行对比,验证了模型的正确性,该模型可用于涡轮增压器与柴油机的匹配、涡轮增压柴油机的工作过程模拟计算和研究等工作。在上述研究基础上进行不同进气温度、喷油提前角和喷油量下涡轮增压柴油机的工作过程模拟计算,分析它们对增压柴油机性能和排放的影响,探讨NOx、CO的生成机理和分布规律,为涡轮增压柴油机工作过程的深入研究和设计工作提供支持。计算结果表明:中冷器使用成本低、安装灵活,改善增压柴油机性能和排放效果显著,推迟喷油是降低增压柴油机NOx排放的有效手段,涡轮增压柴油机具有良好的负荷特性。