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        化學(xué)計量燃燒柴油機降低油耗的噴油策略優(yōu)化

        2014-12-13 15:22:20
        汽車文摘 2014年7期
        關(guān)鍵詞:噴油當(dāng)量油耗

        化學(xué)計量燃燒柴油機降低油耗的噴油策略優(yōu)化

        研究了化學(xué)計量燃燒柴油機降低油耗的優(yōu)化方案,對不同的噴油策略、噴油包含角及初始條件進行了仿真研究。

        研究中使用的仿真模型在排量為1.9L的4缸高速直噴柴油機上進行驗證。由于噴油器為8孔均勻分布,為了提高計算效率,采用了45°的部分網(wǎng)格進行仿真計算。研究中對包括噴油時刻、噴油包含角及噴油時間間隔等噴射參數(shù)進行優(yōu)化,設(shè)置了多組進氣門關(guān)閉時刻的初始溫度與壓力,以確定最佳初始條件。此外,還使用了疏松網(wǎng)格和密網(wǎng)格兩種網(wǎng)格,以研究仿真過程對網(wǎng)格密度的依賴性。

        在當(dāng)量燃燒柴油機中,諸如CO、HC、NOx等排放可通過三元催化轉(zhuǎn)換器處理,而SOOT(碳煙)排放也可利用微粒捕集器處理,因此本文將燃油消耗作為主要的優(yōu)化目標。研究結(jié)果表明,在柴油機當(dāng)量燃燒工況下,在上止點前40°開始噴油,油耗效果最佳,此時噴油包含角為130°、噴油壓力為150MPa、EGR率為60%、進氣中氧氣摩爾質(zhì)量約為9.12。缸內(nèi)初始溫度設(shè)置對油耗有較大影響。將噴油量分別為50%的二次噴射與較小的噴油包含角結(jié)合,與單次噴射相比能很好地提高氧利用率,較低的氧濃度會增大滯燃期。優(yōu)化方案的油耗降低到164g/kWh,與未優(yōu)化前的186g/ kWh相比,油耗改善了11.8%。此外,NOx、CO、HC排放也同時降低。優(yōu)化方案的總放熱量有所提高,原因是改進的噴油策略使CO和HC排放降低,提高了燃料利用率。最高燃燒溫度與優(yōu)化前相比有所降低,從而使NOx排放降低。

        刊名:Fuel(英)

        刊期:2012年第93期

        作者:Daesik Kim et al

        編譯:韓曉梅

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