燃烧系统参数对商用车发动机燃烧和排放特性的影响研究

为改善商用车发动机性能,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟、正交设计等方法,针对某商用车的燃烧室结构参数设计了4种新方案,并选取油束夹角、喷雾锥角、主喷正时等3个喷油参数开展多因素影响研究。结果表明:燃烧室形状曲线向内收缩且最大半径增大的方案1燃烧室可提升缸内湍流特性,改善燃油浓度分布,使燃烧速度加快,油气混合更好,为最优方案。在喷油参数研究方案中,以碳烟(soot)排放为优化指标时,油束夹角对排放特性影响最大,最优匹配方案是油束夹角147°、喷雾锥角15°、主喷正时-1°,其缸内碳烟排放较原机下降13.91%,且NOx排放减少13.98%;以氮氧化物(nitrogen oxides,NOx)排放为优化指标时,主喷正时对排放特性影响最大,最优匹配方案是油束夹角160°、喷雾锥角25°、主喷正时-1°,其缸内NOx排放较原机降低37.79%。

柴油机进气门结构优化对燃烧特性的影响

采用气道稳流试验、CFD数值模拟的方法,研究了YN单螺旋进气道柴油机进气门的气门锥角α、气门背锥角β和气门背面圆弧半径R对进气性能的影响,并通过正交试验方法优化了原机气门结构,分析了优化模型对缸内气流运动及燃烧特性的影响。结果表明:气门锥角对进气性能的影响最大,其次是气门背锥角和气门背面圆弧;对于正交试验得到的优化模型(α为35°,β为27°,R为16 mm),在缸内进气量小幅提升的情况下,涡流比有明显的增加,能有效组织缸内气流运动,促进油气的充分混合,改善了缸内燃烧和排放;缸内瞬时放热率和累计放热量增加,Soot排放减少,NO_(x)排放略有增加。