生物柴油发动机燃烧和排放的数值模拟

摘要

针对一款轻卡用立式、直列、水冷、四冲程、电控直喷、高压共轨、带废气旁通阀的涡轮增压中冷柴油机,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件AVL-FIRE和试验相结合的方法,建立发动机缸内燃烧的三维仿真模型,对生物柴油发动机缸内燃烧、排放物形成以及废气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)率对其排放的影响进行仿真分析。结果表明:相比于纯柴油,生物柴油滞燃期缩短,燃烧始点提前,缸内爆发压力曲线整体前移,燃烧持续期略延长;相比于纯柴油发动机,生物柴油发动机碳烟(soot)排放量明显降低,氮氧化物(NO_x)排放略有上升;在不明显影响soot排放量的条件下EGR能显著降低生物柴油发动机NO_x排放,表明生物柴油发动机对EGR的容忍度增强。