联合Miller循环和进气道喷水改善柴油机排放研究

发布时间：2021-08-25 05:13

　　基于某型单缸柴油机GT-Power模型研究联合Miller循环和进气道喷水,改善柴油机排放性能,并对相关参数进行了优化。当进气门延迟关闭角为5°CA,水油质量比为30%,喷水流量为10kg/h,喷水时刻为压缩上止点前300°CA时,柴油机的排放性能最好,此时NOX排放量最大减少11.43%,Soot排放量最大减少7.5%。最后用AVL-Fire软件验证了基于GT-Power模型优化结果的准确性。 

【文章来源】：农业装备与车辆工程. 2020,58(10)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

原型单缸柴油机

建立的原型单缸柴油机仿真模型如图2所示。模型中应用了NOX和Soot的仿真模型，通过标定相关的模型参数可以精确预测NOX和Soot的生成量。原机的扭矩、油耗和排放的仿真结果和实验数据的误差如表2所示。通过表2数据对比可知，仿真模型与实验发动机的动力性指标与经济性指标误差基本保持在3%以下，模型具有足够的预测精度，可以在此基础上研究Miller循环和进气道喷水对柴油机性能的影响和优化。进气道喷水仿真只需在原机模型的基础上加装一个喷嘴即可，如图3所示。

通过改变凸轮轴型线的轮廓可以实现进气门延迟关闭，从而实现Miller循环。为防止重新设计后的凸轮在运动时对进气门冲击较大，进气门的最大升程保持不变，通过改变最大升程的持续角度来控制进气门关闭时刻。原型单缸柴油机的进气门在348°CA开启，578°CA关闭。为了实现5个不同程度的Miller循环，选用5种不同进气门升程曲线，相对原始气门关闭时刻的延迟曲轴角度分别为5°，10°，15°，20°，25°。气门升程曲线如图4所示。图4 气门升程-曲轴角度图

【参考文献】：
期刊论文
[1]大功率中速米勒循环柴油机NOx排放特性数值模拟[J]. 袁文华,何爽,田江平,依平,隆武强.  中南大学学报(自然科学版). 2014(01)
[2]进气道喷水对柴油机节能及NOx排放影响的试验研究[J]. 郑祥,牛志刚,刘伟伟,王丁丁,史伟奇.  中国农机化学报. 2013(02)
[3]进气道喷水对柴油机燃烧与排放特性影响的试验研究[J]. 廖文蓉,王铁,刘伟伟,李玉娟,史伟奇.  矿山机械. 2013(03)
[4]小型柴油机降低排放性能的试验研究[J]. 孙秀英,姜斌.  农业装备与车辆工程. 2012(01)
[5]柴油掺水燃烧研究现状综述[J]. 蔡强,张亚军,李幸丹,胡伟,郭猛超.  内燃机. 2007(06)

硕士论文
[1]基于进气道喷水技术减少柴油机NOx排放的研究[D]. 王驰明.集美大学 2012
[2]柴油机进气道喷水技术的试验研究和仿真分析[D]. 李玉娟.太原理工大学 2012



本文编号：3361469