某型共轨柴油机排放技术研究
发布时间：2021-08-21 22:20
为使某型共轨柴油机排放限值满足非道路第三阶段排放法规,利用AVL Fire软件对柴油机缸内喷射过程和燃烧过程进行了模拟仿真计算,通过实测缸压曲线验证了模型的精度,根据仿真结果对原有喷油嘴进行了优化设计,提出了两种优化方案,研究了不同喷油嘴孔数对喷射过程、缸内温度分布、额定工况碳烟和一氧化氮的生成量以及柴油机非道路八工况排放结果的影响。试验验证了仿真结果,优化后的6孔喷油嘴在油耗更低的情况下满足了非道路第三阶段限值要求。
【文章来源】：内燃机. 2020,(06)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图２排放撕量设备??１．４试验依据和标准限值??试验按照ＧＢ?２０８９１－２０１４《非道路移动机械??
２?１００??１．２排放测量设备??试验中采用的排放测量设备清单如表２所??示，所有试验设备均处乎有效期内發??表２试验用设备??序号??名称??型号??１??侧功器??Ｙ８８０??２??油耗仪??ＨＺＢ２０００??３??五组份气体排放仪??ＡＭＡｉ６０??４??颗粒物采集分析系统??ＳＰＣ４７２??５??爾粒物鄉＿室??ＰＷ＋２０／３５０－１０６５??６??电子天平??ＸＰ６??１．３试验台架??开展试验所用的台架如图１所示??滅１试验台架照片－??排放测量设备如图２中所示，依次为油耗??仪、五组份气体有敞仪、颗粒物采集分析系统、颗??粒物天平称．詹窒和电子天平。??ｆａ?）油耗仪?（ｂ）五组份气体排放仪??Ｕ?＇）颗粒物采集分析系统?Ｕ?）电子天＿??图２排放撕量设备??１．４试验依据和标准限值??试验按照ＧＢ?２０８９１－２０１４《非道路移动机械??用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国第??￥四阶段）》要求进行，试验工况和加权系数如??表３所示＇??排．放限値如表４耀彳Ｔ＊所亦＿?，?ＣＯ?（?Ｃａｒｂｏｎ??Ｍｏｎｏｘｉｄｅ，?—？．氧化碳）．．，ＨＣ?（■?Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ，碳．氣??化合物），ＮＯｘ?（?Ｍ）和肋２的统称，氮氧化??物）．，．ＰＭ．?（．ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｍａｓｓ，．賴粒物廣量）备??表３试验工况和加权系数??工况号??柴油机转速??负荷／％??加权系数??１??颡定转速??１００??０．１５??２??额定转速??７５??０．１５??３??额定转速??５０??０．１５??４??额定转速??１０??０．１??５??中间转遽??１００??０．１
?当量比??温度／Ｋ??０．２?０．４?０．６?０．８??１６００?２０００??４．２排放仿真计算??利用ＡＶＬ?Ｆｉｒｅ软件，对燃烧室缸内燃烧过程??和ＮＯ、碳烟排放的生成进行模拟计算，分析原机??和２种新喷油嘴参数对ＮＯ和碳烟生成的影响。??在使用ＦＩＲＥ软件摸拟计算中，燃烧模型采用??ＥＣＦＭ３Ｚ相关火瘡燃烧模型，ＮＯ有顯型采用扩展的??Ｚｅｋｌｏｖｋｌｉ模型碳烟排方Ｉ？．型采用Ｈｋｊｙａｓｕ＾Ｓ．〇计算??额定工况，喷油时刻为－１０。ＣＡＡＴＤＣ９??仿真计算结果如图７和图８所示ｅ．可以着出，??随着油嘴喷孔数减少，碳烟排放越来越多，Ｗ０排??放越来越少ｓ??４．０ｘ１０＂??＾?３．５?ｘ?１０＂??＿?，??＾?３．０ｘ１０??蜃?２．５ｘ１０－１??２，０ｘ１０＂??４．０ｘ１０—１??＾?３．５ｘ１０＾?？??备１３．〇ｘｉ（ｒ．．６?■■??ｉｌｌ?ｓｉ：：：：ｌＬｌｉ??５孔６孔７孔?５孔６孔７孔??嘴喷孔数??图７碳烟排放对比??５试验验证??５孔６孔７孔??嘴喷孔数??：图８?Ｎ＿０排放：对比??对两种新设计的喷油嘴装机进行试验，重新标??定后，根据最优标定数据进行非道路八工况的排放??试验，试验结果如图９所示，油耗如图１０所示ｓ??２５０??５孔?．６孔??嘴喷孔数??围１０加权比油轉对比??试验表明，随着喷油嘴孔数的减小，油耗先??减少后增加，６孔时燃油和空气的混合效果最好１，??油耗最低，５孔时燃烧窒凹坑内燃油过多，燃烧不??充分，导致油耗增加；Ｃ０和ＰＭ缓慢增加ｋ??批．（＾逐渐降低，与仿真结果一致，最终２种喷??油嘴的排放结果均满足限值要求
【参考文献】：
期刊论文
[1]轨压与喷油提前角对柴油机NOx排放和烟度的影响[J]. 吴建财,钱超,邹建. 内燃机. 2017(03)
[2]非道路第三阶段中小缸径柴油机技术现状及优势对比分析[J]. 陈帅,袁万鹏,刘智杰,刘刚. 农机使用与维修. 2016(06)
[3]非道路移动机械用柴油机中国第三阶段排放标准关键技术研究[J]. 陈希颖,居钰生,张庆,刘志华,王政,周得广,赵会军,陈光利. 现代车用动力. 2015(03)
[4]喷孔数对高强化柴油机性能的影响研究[J]. 李坤,苏铁熊. 煤矿机械. 2013(06)
[5]非道路用发动机国Ⅲ排放技术分析和应对策略[J]. 彭天权. 建设机械技术与管理. 2013(05)
[6]模拟探讨喷油嘴孔径及孔数对柴油机燃烧特性的影响[J]. 陈登,张伟,方文超,王新权,徐建新. 柴油机. 2007(03)
博士论文
[1]喷油规律对柴油机性能与排放的影响研究[D]. 石秀勇.山东大学 2007
硕士论文
[1]非道路用柴油机国Ⅲ燃烧系统的匹配研究[D]. 胡亮亮.山东大学 2017
[2]柴油机高压共轨电控喷油系统的研究[D]. 余腾飞.湖南大学 2012
本文编号：3356441
【文章来源】：内燃机. 2020,(06)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图２排放撕量设备??１．４试验依据和标准限值??试验按照ＧＢ?２０８９１－２０１４《非道路移动机械??
２?１００??１．２排放测量设备??试验中采用的排放测量设备清单如表２所??示，所有试验设备均处乎有效期内發??表２试验用设备??序号??名称??型号??１??侧功器??Ｙ８８０??２??油耗仪??ＨＺＢ２０００??３??五组份气体排放仪??ＡＭＡｉ６０??４??颗粒物采集分析系统??ＳＰＣ４７２??５??爾粒物鄉＿室??ＰＷ＋２０／３５０－１０６５??６??电子天平??ＸＰ６??１．３试验台架??开展试验所用的台架如图１所示??滅１试验台架照片－??排放测量设备如图２中所示，依次为油耗??仪、五组份气体有敞仪、颗粒物采集分析系统、颗??粒物天平称．詹窒和电子天平。??ｆａ?）油耗仪?（ｂ）五组份气体排放仪??Ｕ?＇）颗粒物采集分析系统?Ｕ?）电子天＿??图２排放撕量设备??１．４试验依据和标准限值??试验按照ＧＢ?２０８９１－２０１４《非道路移动机械??用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国第??￥四阶段）》要求进行，试验工况和加权系数如??表３所示＇??排．放限値如表４耀彳Ｔ＊所亦＿?，?ＣＯ?（?Ｃａｒｂｏｎ??Ｍｏｎｏｘｉｄｅ，?—？．氧化碳）．．，ＨＣ?（■?Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ，碳．氣??化合物），ＮＯｘ?（?Ｍ）和肋２的统称，氮氧化??物）．，．ＰＭ．?（．ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｍａｓｓ，．賴粒物廣量）备??表３试验工况和加权系数??工况号??柴油机转速??负荷／％??加权系数??１??颡定转速??１００??０．１５??２??额定转速??７５??０．１５??３??额定转速??５０??０．１５??４??额定转速??１０??０．１??５??中间转遽??１００??０．１
?当量比??温度／Ｋ??０．２?０．４?０．６?０．８??１６００?２０００??４．２排放仿真计算??利用ＡＶＬ?Ｆｉｒｅ软件，对燃烧室缸内燃烧过程??和ＮＯ、碳烟排放的生成进行模拟计算，分析原机??和２种新喷油嘴参数对ＮＯ和碳烟生成的影响。??在使用ＦＩＲＥ软件摸拟计算中，燃烧模型采用??ＥＣＦＭ３Ｚ相关火瘡燃烧模型，ＮＯ有顯型采用扩展的??Ｚｅｋｌｏｖｋｌｉ模型碳烟排方Ｉ？．型采用Ｈｋｊｙａｓｕ＾Ｓ．〇计算??额定工况，喷油时刻为－１０。ＣＡＡＴＤＣ９??仿真计算结果如图７和图８所示ｅ．可以着出，??随着油嘴喷孔数减少，碳烟排放越来越多，Ｗ０排??放越来越少ｓ??４．０ｘ１０＂??＾?３．５?ｘ?１０＂??＿?，??＾?３．０ｘ１０??蜃?２．５ｘ１０－１??２，０ｘ１０＂??４．０ｘ１０—１??＾?３．５ｘ１０＾?？??备１３．〇ｘｉ（ｒ．．６?■■??ｉｌｌ?ｓｉ：：：：ｌＬｌｉ??５孔６孔７孔?５孔６孔７孔??嘴喷孔数??图７碳烟排放对比??５试验验证??５孔６孔７孔??嘴喷孔数??：图８?Ｎ＿０排放：对比??对两种新设计的喷油嘴装机进行试验，重新标??定后，根据最优标定数据进行非道路八工况的排放??试验，试验结果如图９所示，油耗如图１０所示ｓ??２５０??５孔?．６孔??嘴喷孔数??围１０加权比油轉对比??试验表明，随着喷油嘴孔数的减小，油耗先??减少后增加，６孔时燃油和空气的混合效果最好１，??油耗最低，５孔时燃烧窒凹坑内燃油过多，燃烧不??充分，导致油耗增加；Ｃ０和ＰＭ缓慢增加ｋ??批．（＾逐渐降低，与仿真结果一致，最终２种喷??油嘴的排放结果均满足限值要求
【参考文献】：
期刊论文
[1]轨压与喷油提前角对柴油机NOx排放和烟度的影响[J]. 吴建财,钱超,邹建. 内燃机. 2017(03)
[2]非道路第三阶段中小缸径柴油机技术现状及优势对比分析[J]. 陈帅,袁万鹏,刘智杰,刘刚. 农机使用与维修. 2016(06)
[3]非道路移动机械用柴油机中国第三阶段排放标准关键技术研究[J]. 陈希颖,居钰生,张庆,刘志华,王政,周得广,赵会军,陈光利. 现代车用动力. 2015(03)
[4]喷孔数对高强化柴油机性能的影响研究[J]. 李坤,苏铁熊. 煤矿机械. 2013(06)
[5]非道路用发动机国Ⅲ排放技术分析和应对策略[J]. 彭天权. 建设机械技术与管理. 2013(05)
[6]模拟探讨喷油嘴孔径及孔数对柴油机燃烧特性的影响[J]. 陈登,张伟,方文超,王新权,徐建新. 柴油机. 2007(03)
博士论文
[1]喷油规律对柴油机性能与排放的影响研究[D]. 石秀勇.山东大学 2007
硕士论文
[1]非道路用柴油机国Ⅲ燃烧系统的匹配研究[D]. 胡亮亮.山东大学 2017
[2]柴油机高压共轨电控喷油系统的研究[D]. 余腾飞.湖南大学 2012
本文编号：3356441
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