多次喷射对EGR发动机性能影响的仿真分析开题报告
2020-04-12 16:01:02
1. 研究目的与意义（文献综述）
1．目的及意义（含国内外的研究现状分析）近几十年来汽车发动机的技术研究与进步，主要是围绕有害排放物的控制与节能技术而展开的。汽车发动机的排放、节能要求是最为严格的，其技术水平也是最高的。高压共轨燃油喷射系统可灵活控制喷油规律，被誉为世界内燃机行业20世纪三大突破之一。目前此系统已在发动机单循环内实现了多次喷射，为进一步降低发动机排放、噪声和燃油消耗率提供了新思路，成为当前研究的热点[1]。
多次喷射技术能够优化柴油机功率输出[2]，提高起动性能，改善燃烧和排放，降低振动和噪声[3]。传统柴油机的燃烧由燃油喷射和油气混合控制，是典型的扩散燃烧 ，因此nox和炭烟排放之间存在一种此消彼长的关系[4]。燃油喷射系统作为柴油机的核心技术，在柴油机排放控制方面的作用越来越明显。电控高压共轨燃油喷射系统可以灵活调节喷射参数 ，显著地改善燃油的喷雾特性和燃烧进程[5]。废气再循环技术（egr）是降低内燃机nox排放的最有效的措施之一，其主要通过惰性气体在燃烧室内对燃烧的抑制作用来对氧浓度、燃烧速率、以及燃烧温度产生影响[6]。egr技术虽然是控制柴油机nox生成最有效的措施，但egr参与燃烧会造成碳烟（soot）和燃油消耗率（bsfc）快速升高等问题。
多次喷射与egr技术的耦合控制是满足未来柴油机排放法规的重要技术途径之一。采用egr方案的国iv柴油机技术路线，不需要采用多次喷射控制技术就可以达到柴油机预定的原始排放控制目标。但是要满足国v排放法规的要求, 进一步提高egr率降低nox会对烟度造成负面影响,使颗粒物排放的控制难度增加。柴油机多次喷射策略结合egr对柴油机燃烧过程及排放性能具有明显的改善作用，配合机外净化等技术后，柴油机可以满足欧iv、欧v以及更加严格排放标准，因此多次喷射策略结合egr的研究受到了国内外的广泛关注，所以开展轻型车用柴油机高压共轨喷射系统多次喷射策略和egr的研究具有巨大的学术价值和良好的社会效益。
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究（设计）的基本内容
燃料喷射技术的发展，如共轨和压电致动器系统能够在较高的喷射压力下提供更精确的控制喷射量和喷油时间。随着各种喷射策略的应用，在多次喷射策略下了解每个燃料流的相互作用和接下来的燃烧过程是非常重要的。为了定量地研究这些复杂过程，用cfd进行数值分析是一个克服实验局限的好选择[13]。
gt-power是由美国gammatechnologies公司开发的，适用于对各种内燃机工作过程及性能仿真分析的大型软件[14]。本文利用gt-power [15]软件建立高压共轨柴油机的仿真模型。在相同的边界条件和循环喷油量条件下，将燃油以不同的喷射方式喷入气缸，分别研究不同喷射方式以及不同喷射参数对柴油机放热规律和性能的影响。用模拟分析的方法，研究在和不同喷油策略条件下柴油机的燃烧特性，分析不同egr率[16]对柴油机燃烧特性和排放特性的影响，不同喷油策略对柴油机燃烧特性和排放特性的影响，以及二者综合作用下柴油机的燃烧特性。
3. 研究计划与安排
3．进度安排此次毕业设计的进度安排的总体内容，如下表所示：
| 1（7 学期第20周） | 确定毕业设计选题、完善毕业设计任务书(相关参数)、校内资料收集 |
| 2（8 学期第1周） | 方案构思、文献检索、完成开题报告 |
| 3～4（8学期第2-3周） | 外文翻译、 资料再收集 |
| 5～7（8学期第4-6周） | 设计计算、 草图绘制 |
| 8～10（8学期第7-9周） | 图样绘制、编写设计计算说明书（论文）、预答辩 |
| 11～13（8学期第10-12周） | 图样及设计计算说明书整理、资料袋整理，答辩资格审查 |
| 14（8学期第13周） | 学生提出答辩申请，并作答辩准备；教师审阅图纸、说明书 |
| 15～16（8学期第14-15周） | 参加答辩 |
4. 参考文献（12篇以上）
4．阅读的参考文献不少于15篇（其中近五年外文文献不少于3篇）[1] 王本亮，裴海灵，唐维新，石美玲. 高压共轨燃油喷射系统多次喷射协调控制策略研究[j]. 内燃机工程，2013，34（4）：18-31
[2] 祝轲卿，王俊席，杨林．gd-1 柴油机多次喷射协调控制策略研究［j］．内燃机工程，2006，27（4）：26-30
