柴油机egr系统匹配与优化技术研究

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1、柴油（申请工学硕士学位论文）机EGR系统匹配与优柴油机EGR系统匹配化技与优化技术研究术研究培养单位：汽车工程学院陈学科专业：动力机械及工程述研究生：陈述指导教师：侯献军武汉理工2014年5月大学万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目柴油机EGR系统匹配与优化技术研究英文ResearchonEGRSystemApplicationandOptimization题目TechniqueforDieselEngine研究生姓名陈述姓名侯献军职称教授学位博士指导教师单位名称武汉理工大学汽车工程学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称动力机械及工程论文

2、提交日期2014年5月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014年5月万方数据武汉理工大学硕士学位论文独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并

3、向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期：万方数据武汉理工大学硕士学位论文摘要柴油机由于其高热效率和良好的燃油经济性得到了广泛应用，但其NOX排放量高，造成大气污染，危害人体健康。废气再循环技术（EGR）是目前公认的降低柴油机NOX排放污染物的有效手段

4、之一。然而，EGR系统降低NOX的排放是以牺牲发动机的经济性和动力性为代价，为了兼顾发动机的经济和动力性能，无法单一追求高EGR率，而是应该优化EGR系统分布均匀性，同时通过柴油机喷油系统相关参数的优化来保证其经济和动力性能。本研究从柴油机机内净化技术着手，基于仿真技术和试验研究，进行了柴油机EGR系统的匹配与优化设计。首先，研究建立目标柴油机GT-power模型并进行燃烧模型校准，为EGR系统的匹配与优化提供入口边界条件。基于目标柴油机的NOX排放控制需求，为其设计EGR系统，基于三维流体分析软件Fluent进行EGR管路取气效率和进气歧管中的废气分布均匀性优化设

5、计。其次，通过一维数值模拟软件GT-power按照十三工况法评估柴油机在匹配EGR系统后的动力性和经济性能。并通过台架试验获取柴油机在A100、B100、B75、C100四个排放高分担率工况的NOX排放、Soot排放和燃油消耗率数据。试验结果显示，通过调整各工况下的EGR率可以使柴油机NOX排放达到国Ⅳ标准，但是在进行EGR后，部分工况条件下的动力性和经济性有待提升。再次，实施柴油机喷油器硬件参数和喷油控制参数的优化措施来弥补EGR系统对柴油机动力性和经济性造成的损失。基于三维燃烧模拟软件KIVA分析DOE设计的不同目标参数的组合，得出各组合条件下的柴油机排放性能及

6、经济性能。最后，通过分析仿真数据，获取四个目标工况点最优化的喷油器结构参数和喷油控制参数方案。给出使得目标柴油机NOX排放达到国Ⅳ标准的EGR方案和喷油器结构参数与控制参数，并通过GT-power模型验证了优化参数后的柴油机动力性能。计算结果显示，通过研究中一系列的设计与优化，柴油机可以在保证动力性与经济性的前提下满足NOX排放达到国Ⅳ标准。关键词：柴油机，NOX排放，废气再循环，数值计算，喷油器I万方数据武汉理工大学硕士学位论文ABSTRACTDuetohighthermalefficiencyandgoodfueleconomyperformance,thedi

7、eselenginehasawideapplication.ButitsemissionsofNOXishigh,resultinginairpollutionandharmtohumanhealth.TheEGR(ExhaustGasRecirculation)techniqueisakindofpubliclyrecommendedefficientmethodtocontroldieselengineNOXemission.ButwhentheEGRdeductNOx,meanwhileithasanegativeinfluenceonenginepowe