后喷模式下柴油机排放颗粒物数量和粒径分布的研究

摘要

汽车颗粒物的排放问题一直是业界关注的核心问题。相比于质量、粒径较大的颗粒物，质量、粒径较小的颗粒数量更多，对生态环境和人体的伤害更大。为了降低柴油机的颗粒物排放，后喷策略是一种常用的技术手段，但后喷策略对颗粒物数量、粒径分布的影响尚不明确。为此，本文拟通过台架试验和数值模拟，重点研究后喷模式下颗粒物数量、粒径分布的演变过程和变化规律。 首先，本文基于某四缸原理性试验样机，分别在后喷较早和后喷较晚两种条件下，研究了不同后喷油量和喷射压力对发动机颗粒物排放特性的影响?试验结果表明：当喷射压力一定，后喷较早时，采用较小的后喷油量能使颗粒物数量和质量浓度更低，而后喷较晚时则采用较大的后喷油量能使颗粒物数量和质量浓度更低?当后喷较早同时喷射压力较大时颗粒物数量浓度曲线峰值出现在核模态区域，其它工况峰值均出现在聚集态区域?随着后喷油量和喷射压力的增加，聚集态颗粒物的峰值均呈现先降低后升高的趋势? 其次，基于详细碳烟矩方程碳烟生成模型，建立了用于颗粒物模拟的内燃机仿真平台，提出了该仿真平台的搭建和标定思路? 最后，仿真研究了单次喷射、后喷以及不同后喷策略条件下颗粒物的生成特性和演变规律?研究结果表明：后喷模式下颗粒物总数量变化曲线呈现明显双峰特性，单次喷射模式下整体上呈单峰性?与单次喷射相比，后喷模式下主喷燃烧生成核态颗粒物质量较少，两次喷射形成核态颗粒物在空间上是分开的?在后喷油量较大时，和后喷油量较小时相比，主喷燃烧生成颗粒物数量更少，后喷燃烧生成颗粒物数量更多，表面生长以及氧化反应增强?喷射压力较大时，颗粒物生成过程中没有明显的聚集态颗粒物，主、后喷燃烧的数量峰值均大于喷射压力较小的情况，其碳烟成核反应增强，而喷射压力较小时是表面生长和氧化反应占主导。

目录

第一个书签之前