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《天津大学》 2012年
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进气条件对柴油机低温燃烧过程影响的数值模拟研究

张军  
【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。传统柴油机燃烧过程中,由于较高的燃烧温度,仅仅通过改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模式(LTC)。在低温燃烧模式中,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,用以研究EGR率对缸内燃烧过程和排放的影响。为了分别研究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%。另外研究了EGR温度和进气压力对柴油机低温燃烧过程的影响。 研究结果表明,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趋势(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过程,EGR的稀释效应是EGR可以实现低燃烧温度的主要原因。由于EGR热效应的存在,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,热节流作用越明显,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排放的差异较小。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。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TK421

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1 杨旭曙,王正萍,宋艳涛;城市交通干道区颗粒物中多环芳烃的源解析研究[J];环境科学与技术;2004年06期
2 朱先磊,张远航,曾立民,王玮;北京市大气细颗粒物PM_(2.5)的来源研究[J];环境科学研究;2005年05期
3 蔡智鸣,杨科峰,张辉,戴秋萍,张俊勇,程吉吉;柴油车尾气冷凝物有机污染物的测定[J];环境与健康杂志;2002年05期
4 刘文彪,董胜璋;机动车尾气慢性毒性效应的研究进展[J];环境与健康杂志;2002年05期
5 谭丕强;胡志远;陆家祥;邓康耀;楼狄明;万钢;;柴油机排气微粒可溶有机组分的色谱质谱分析[J];机械工程学报;2006年05期
6 王桂华,王钧效,黄学政,陆家祥,刘娜;气相色谱-质谱联用测定柴油机排气微粒中的可溶性有机组分[J];色谱;2004年04期
7 盛杨怿;我国石油供给、需求现状及战略分析[J];经济前沿;2005年11期
8 何元!天津300072,王恒!天津300072;柴油机排放颗粒物的观测及分析[J];小型内燃机;2000年05期
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1 牛建英;战略矿产资源供应安全研究[D];中国地质大学(北京);2007年
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1 刘洪硕;朱亚娜;刘建明;刘彪;;柴油机冒蓝白烟研究综述[J];湖南大学学报(自然科学版);1993年05期
2 郭林山;YZ4102QF柴油机排放性能的改进[J];柴油机设计与制造;2003年03期
3 辛华;高希彦教授研制成功微粒辅集系统 柴油机排放污染解决有望[J];农机质量与监督;2003年05期
4 许巍;;博格华纳新技术降低康明斯柴油机排放[J];机械制造;2011年04期
5 郏国中;贾振华;;基于改善柴油机排放的燃烧过程优化措施[J];汽车实用技术;2011年05期
6 兰琳;;柴油机排气污染及其控制技术[J];农机化研究;2008年05期
7 杨浦;;工程机械柴油机尾气控制技术问题分析[J];黑龙江科技信息;2008年23期
8 齐振海;谭亮;亓森九;;控制车用柴油机排放的新技术[J];黑龙江科技信息;2009年19期
9 韩旭;;共轨式电喷柴油机的主要技术及优势[J];黑龙江科技信息;2011年16期
10 邹振宇;刘晶;;废气再循环技术对柴油机燃烧特性的影响[J];长春工业大学学报(自然科学版);2011年03期
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1 邱卓丹;张洪涛;莫建文;;现代柴油机排气污染物控制新技术[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
2 刘凯;施新;;匹配EGR和二级增压系统的柴油机性能仿真[A];第十七届全国大功率柴油机学术年会论文集[C];2011年
3 柳林;凌祥;彭浩;;带有螺旋折流板—螺旋波纹管的EGR冷却器流动与传热特性的分析[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年
4 罗马吉;文醉;向梁山;;非道路用柴油机进气压缩过程数值模拟[A];湖北省内燃机学会2009年学术年会论文集[C];2009年
5 朱江;;柴油机可见污染物的排放特点及测量方法[A];2010重庆汽车工程学会年会论文专辑[C];2010年
6 石晓燕;张洁;贺克斌;;柴油机细颗粒物中有机碳和元素碳排放:柴油与生物柴油为燃料的对比研究[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
7 张则雷;;国内外柴油机技术发展及车辆新技术应用[A];中国交通教育研究会2008年度交通教育科学优秀论文集[C];2009年
8 张跃文;孙培廷;;《MORPOL》公约附则Ⅵ柴油机族/组的划分机理分析[A];大连海事大学校庆暨中国高等航海教育90周年论文集(机电分册)[C];1999年
9 费仲华;郁秀峰;步裕方;;车用柴油机排放控制的研究[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
10 孙培廷;谢朋;;船舶柴油机动力装置发展趋势与环境关系的探讨[A];大连海事大学校庆暨中国高等航海教育90周年论文集(机电分册)[C];1999年
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1 本报记者 赵三明;科伦斯——韩国的EGR专家[N];中国工业报;2010年
2 尚兵 张家彬;格尔发EGR重卡成市场新宠[N];现代物流报;2008年
3 记者 张银炎;沪江公司去年柴油机排放检测超百台[N];中国船舶报;2011年
4 南京汽车研究所 钱裕尧;对柴油机排放不应苛求也不能放任[N];中国汽车报;2000年
5 王才锡;争论的结局:市场选择了EGR[N];中国交通报;2009年
6 陶泽民;备战国4 客车柴油机排放技术获新进展[N];中国工业报;2010年
7 本报记者 袁木;角力EGR“蓝擎”以实力说话[N];机电商报;2009年
8 李放;EGR或将主导2009年国3重型发动机市场[N];中国工业报;2009年
9 闻章;国三成为重卡销售主流 EGR发动机在争议中仍有市场[N];中国工业报;2008年
10 本报记者 赵三明;韩国Korens公司EGR技术引起业内关注[N];中国工业报;2009年
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1 隋菱歌;增压柴油机瞬态工况性能仿真及优化[D];吉林大学;2012年
2 龚英利;基于EGR和低温燃烧概念的柴油机燃烧过程研究[D];天津大学;2009年
3 杨汉乾;涡轮增压和废气再循环耦合的HSDI柴油机清洁燃烧机理研究[D];湖南大学;2011年
4 田径;基于EGR耦合多段喷射实现超低排放研究[D];吉林大学;2010年
5 彭海勇;EGR对柴油机起动过程燃烧排放性能影响的研究[D];上海交通大学;2010年
6 郑尊清;采用EGR结合DOC实现柴油机低排放的研究[D];天津大学;2009年
7 张全长;柴油机低温燃烧基础理论和燃烧控制策略的试验研究[D];天津大学;2010年
8 刘发发;缸内EGR策略对汽油CAI燃烧影响研究[D];吉林大学;2010年
9 胡二江;天然气—氢气混合燃料结合EGR的发动机和预混层流燃烧研究[D];西安交通大学;2010年
10 马旸;EGR-1诱导IGF-1R表达促进前列腺癌细胞增生[D];中国科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张翔宇;柴油机低温燃烧燃烧及排放特性的试验研究[D];天津大学;2010年
2 张军;进气条件对柴油机低温燃烧过程影响的数值模拟研究[D];天津大学;2012年
3 李研芳;柴油机喷油与EGR耦合控制机理数值模拟研究[D];天津大学;2010年
4 袁显举;电控旋转EGR控制阀开发及控制系统研究[D];长安大学;2011年
5 张坤;车用柴油机冷EGR温度控制系统的研究[D];山东农业大学;2010年
6 李彦飞;基于EGR技术路线的重型柴油机燃烧系统开发[D];天津大学;2010年
7 覃玉峰;EGR对直喷柴油机燃烧过程影响规律的研究[D];天津大学;2010年
8 温永美;EGR率对柴油机燃烧排放性能影响仿真分析[D];重庆交通大学;2012年
9 董大陆;6112柴油机二级增压系统匹配及性能模拟研究[D];天津大学;2011年
10 陈玉俊;电控高压共轨柴油机EGR率与喷油策略匹配的试验研究与数值模拟[D];华中科技大学;2012年
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