基于gt-power和kiva-3v的柴油机性能及排放优化研究

《基于gt-power和kiva-3v的柴油机性能及排放优化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号学号M201371048学校代码10487密级硕士学位论文基于GT-Power和KIVA-3V的柴油机性能及排放优化研究学位申请人：王书明学科专业：动力工程指导教师：王兆文答辩日期：2015年5月20日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringOptimizationResearchofDieselEnginePerformanceandEmissionCharacteristicsBasedonGT-PowerandKIVA-3VCan

2、didate：WangShumingMajor：PowerEngineeringSupervisor：WangZhaowenHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan，Hubei430074，P.R.ChinaMay，2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个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，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日

3、期：年月日，学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并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。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文不保密□。于（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要配气正时直接影响着内燃机的换气过程优劣，尤其是充气效率、扫气效率和换气损失。换气过程的

4、好坏决定了缸内燃烧品质，从而影响着发动机的动力性、经济性、排放水平及其可靠性。发动机处于高转速时，一般需要设置较大的气门重叠角及进气门迟闭角，减少缸内残余废气量和增加进入气缸的新鲜充量，提高输出功率；发动机处于低转速或怠速运转时，需要设置较小的气门重叠角及进气门迟闭角，以获得较好的怠速稳定性。考虑到要兼顾高低转速时发动机的性能，就要选择一种折衷的配气正时方案，使得发动机的整体性能水平发挥到最佳。本文利用GT-Power软件建立某9.5L增压中冷柴油机仿真模型，研究进排气门正时对发动机动力性能和燃油经济性的影响。计算并输出用于KIVA-3V计算的ESC工况缸内初始边界条件，

5、运用KIVA-3V程序验证配气正时优化前后的排放水平。主要内容及结论如下：根据配气正时优化范围设计正交试验表格，利用已建立的9.5L柴油机仿真模型，确定对柴油机燃油消耗率影响的显著性因子为排气正时角EVT，并对其开展单因子7水平细化分析，最终确定最佳燃油消耗率下的配气正时组合为进气正时角228.5°CA；排气正时角127.2°CA。配气正时优化后，发动机工况区域（1100～1700rpm，40%～100%负荷）的燃油消耗率平均优化1.18%，即从191.34g/kWh降到189.07g/kWh；工况区域的扭矩平均提升1.2%，即从1157.52Nm提升到1171.22Nm

6、。通过GT-Power仿真分析不同排气正时角对发动机动力性、燃油经济性和排放水平的影响。结果显示，随着排气正时角的推后，发动机的性能稳步提升，燃油经济性大幅改善。以1700rpm-100%负荷工况为例，排气正时角从111°CA调整到127.2°CA时，发动机扭矩从1401.14Nm提升到1527.23Nm，提升比例为9.0%；燃油消耗率从221.661g/kWh下降到203.36g/kWh，下降比例为8.1%。NOX排放随着排气正时角的推后而升高，Soot排放则随着排气正时角的推后而降低。鉴于将排气门正时从119.5°CA调整到127.2°CA时，NOX排放有所增加，本文

7、随后利用燃烧排放模拟精度较高的KIVA-3V程序，进行了该发动机的燃烧排放研究。先利用发动机实验数据，进行了KIVA-3V程序中燃烧模型和排放模型的验证。随后进行了配气正时优化后发动机的燃烧和排放数值模拟及分析。模拟结果表明，配I华中科技大学硕士学位论文气正时优化前后发动机均达到了国四排放水平。这就使得本文的配气正时优化，不仅保证了排放水平，同时改善了发动机的动力性和燃油经济性。关键词：柴油机配气正时数值模拟KIVA-3VNOXSootII华中科技大学硕士学位论文AbstractValvetimingdirectlyaffec