摘要：NOx和碳烟（soot）的排放主要和缸内的局部燃烧温度和局部当量比有关。传统柴油机燃烧历程中，由于较高的燃烧温度，仅仅通过转变局部当量比很难同时降低NOx和soot的排放，因而人们提出了低温燃烧方式（LTC）。在低温燃烧方式中，由于较低的燃烧温度，NOx和soot的生成速率都非常低，因而可以同时降低NOx和soot排放。低温燃烧主要通过大量的废气再循环（EGR）实现。本论文以一款六缸柴油机为原型，利用KIVA-3V软件建立了三维数值模型，用以探讨EGR率对缸内燃烧历程和排放的影响。为了分别探讨EGR的稀释效应和热效应，作者设计了三种热容的进气成分，分别代表低热容、中等热容和高热容，每种进气成分的氧浓度由8%逐渐变化到18%。另外探讨了EGR温度和进气压力对柴油机低温燃烧历程的影响。探讨结果表明，随着EGR率的不断增加，缸内最高燃烧温度降低，NOx排放逐渐降低，soot的排放呈现先增加后减小的走势（Soot-Bump）。低EGR率下，soot排放较低是因为较高的soot氧化速率，高EGR率下soot排放较低是因为较低的soot生成速率。EGR的热效应主要通过影响滞燃期来影响燃烧历程，EGR的稀释效应是EGR可以实现低燃烧温度的主要理由。由于EGR热效应的有着，使得Soot-Bump曲线向着低EGR率的方向移动。EGR温度升高，导致进气温度升高，喷油时刻缸内温度升高，滞燃期缩短，且EGR率越高，EGR温度对滞燃期的影响越大。EGR温度越高，热节流作用越显著，进气量越少。缸内最高燃烧温度随EGR温度变化较小，因而不同EGR温度下NOx排放的差别较小。EGR温度增加会使Soot-Bump曲线向着高EGR率的方向移动，加大了实现低温燃烧的难度。增加进气压力会增加缸内混合气密度，进而增加缸内氧含量，降低滞燃期，尤其是在大EGR率下，进气压力对滞燃期的影响较大。进气压力增加会弱化点火时刻缸内油气的混合程度。在低EGR率下，进气压力增加，最高燃烧温度降低；在中高EGR率下，进气压力增加，最高燃烧温度增加。NOx的排放与最高燃烧温度的变化基本保持一致。增加进气压力会使得Soot-Bump曲线向着高EGR率移动。关键词：柴油机论文低温燃烧论文废气再循环论文Soot-Bump论文进气压力论文EGR温度论文
本论文由www.808so.com摘要3-4
ABSTRACT4-9
第一章 绪论9-20
1.1 引言9
1.2 柴油机排放物及其生成机理9-13
1.2.1 柴油机主要排放物9-11
1.2.2 氮氧化物生成机理11-12
1.2.3 碳烟生成机理12-13
1.3 柴油机排放污染物制约技术13-15
1.4 柴油机排放法规15-16
1.5 柴油机新型燃烧方式的提出16-18
1.6 本课题的探讨内容和作用18-20
第二章 KIVA-3V 程序介绍20-32
2.1 KIVA 程序的进展历程20
2.2 KIVA-3V 程序的构成20-23
2.2.1 KIVA-3V 前处理21-22
2.2.2 KIVA-3V 求解器22
2.2.3 KIVA-3V 后处理器22-23
2.3 KIVA-3V 的计算网格23-24
2.4 KIVA-3V 的制约方程和部分模型介绍24-32
2.4.1 变量的表示策略24-25
2.4.2 基本制约方程25-27
2.4.3 湍流模型27-28
2.4.4 化学反应28-29
2.4.5 自燃着火模型29-30
2.4.6 NOx模型30
2.4.7 Soot 模型30-32
第三章 利用 EGR 实现低温燃烧的数值模拟探讨32-49
3.1 计算模型的建立32-35
3.1.1 发动机原型32-33
3.1.2 三维模型的建立33-34
3.1.3 模型有效性验证34-35
3.2 EGR 对缸内燃烧历程的影响35-47
3.2.1 EGR 率的定义36
3.2.2 EGR 对燃烧历程的影响36-40
3.2.3 EGR 对排放的影响40-47
3.3 本章小结47-49
第四章 进气成分对低温燃烧历程影响的数值模拟探讨49-62
4.1 进气成分的确定49-51
4.2 进气成分对燃烧历程的影响51-55
4.2.1 进气成分对滞燃期的影响51-52
4.2.2 进气成分对缸内压力和温度的影响52-55
4.3 进气成分对排放的影响55-61
4.3.1 进气成分对 NOx排放的影响55-56
4.3.2 进气成分对 soot 排放的影响56-61
4.4 本章小结61-62
第五章 EGR 温度对低温燃烧历程影响的数值模拟探讨62-73
5.1 EGR 温度对进气温度和平均当量比的影响62-63
5.2 EGR 温度对燃烧历程的影响63-67
5.2.1 EGR 温度对滞燃期的影响63-65
5.2.2 EGR 温度对缸内压力和温度的影响65-67
5.3 EGR 温度对排放的影响67-71
5.3.1 EGR 温度对 NOx排放的影响67-68
5.3.2 EGR 温度对 soot 排放的影响68-71
5.4 本章小结71-73
第六章 进气压力对低温燃烧历程影响的数值模拟探讨73-84
6.1 进气压力对燃烧历程的影响73-78
6.1.1 进气压力对平均当量比的影响73-74
6.1.2 进气压力对滞燃期的影响74-76
6.1.3 进气压力对缸内压力和温度的影响76-78
6.2 进气压力对排放的影响78-83
6.2.1 进气压力对 NOx排放的影响78-79
6.2.2 进气压力对 soot 排放的影响79-83
6.3 本章小结83-84
第七章 全文总结和工作展望84-86
7.1 全文总结84-85
7.2 工作展望85-86
参考文献86-93
发表论文和参加科研情况说明93-94
致谢94
谈谈废气进气条件对柴油机低温燃烧过程影响数值模拟
更新时间：2024-02-12
作者：用户投稿
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