喷油定时和进气门关闭时刻对柴油PCCI发动机性能和排放影响的数值模拟研究

摘要

通过耦合包括完全发动机循环的计算流体力学程序和详细化学反应动力学机理研究了喷油定时(SOI)和进气门关闭(IVC)时刻对柴油预混压燃(PCCI)发动机性能和排放的影响.计算中保持废气再循环(EGR)率为50%和进气压力为1.8bar不变,同时改变SOI由-35至-5°CA ATDC、IVC由-140至-80°CA ATDC,构造了着火点、氮氧化物(NOx)、碳烟、碳氢(HC)、一氧化碳(CO)、指示燃油消耗率(ISFC)和敲缸强度的分布图.结果显示PCCI发动机的运行范围可以划分为温度控制和混合控制两个区域,其中着火点分别受IVC时刻SOI时刻的控制.为保持较低HC、CO、NOx和碳烟排放,SOI时刻需要在一个有限的范围内小心调整.通过延迟IVC时刻,保持实现清洁燃烧的SOI时刻的变化范围变宽.为提高燃油经济性,针对不同的SOI时刻,IVC时刻需要同时考虑着火点和燃料效率两方面因素的综合影响.-20°CA ATDC的SOI时刻和较早的IVC时刻更加有利于避免敲缸.