基于内部egr的hcng发动机燃烧特性仿真研究

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1、分类号U464.174单位代码10618密级公开学号2120044007硕士学位论文基于内部EGR的HCNG发动机燃烧特性仿真研究研究生姓名：袁俊勇导师姓名及职称：何义团教授申请学位类别工学硕士学位授予单位重庆交通大学一级学科名称机械工程论文提交日期2015年4月20日二级学科名称车辆工程论文答辩日期2015年5月28日2015年6月10日SimulationStudyonCombustionCharacteristicsofHCNGEngineBasedonInternalEGRADissertation

2、SubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YuanJunyongSupervisor：Prof.HeYituanChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作新取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。

3、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；當豪曰期；年＾月曰表重庆交通大学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、使用学位论义的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被査阅和借阅。本人授权重庆交通大学可１＾将本学位论文的全部内容编入有关数据库进巧检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论义。同时援权中国科学技术信息研巧所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务（包括

4、但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等）．同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。私学位论文作者签声：名篷愚指导教师签名：曰期；么７公年《月／。曰曰期：方７約；＾月作曰本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ系列数据库中全义发布，并按《中国优秀博硕壬学位论文全文数据库出版章捏》规定享受相关权益。学位论文作者签矣庭Ｉ指导教师签名：曰期；年６月／々曰曰期；许曰２＞＇＾月摘要随着汽车工业的快速发展，能源危机和汽车污染问题日益突显，天然气掺氢（H

5、CNG）是一种能够有效缓解这些问题的理想代用燃料之一。同时，废气再循环（EGR）作为一种降低NOx排放的有效途径之一，可有效降低HCNG发动机的NOx排放。通过负阀重叠（NVO）可以形成内部EGR，这种内部EGR比传统的外部EGR具有更好的稀释混合气的作用。本文建立了HCNG发动机一维整机模型和缸内三维仿真模型。通过发动机仿真模拟，分析了对称NVO与非对称NVO对缸内EGR及换气过程的影响。重点研究了对称NVO策略下，进气和压缩过程的缸内流场特征以及缸内燃烧过程的燃烧特性、着火燃烧特征、缸内温度场变化规律以

6、及NO生成特性。仿真结果表明：对称NVO增加，EGR率增大，充量系数减小，随对称NVO从20°CA增加到100°CA，EGR率从8.6%增大到20.6%，充量系数从0.662减小到0.512。非对称NVO策略下，缸内EGR率和充量系数主要受EVC变化的影响，IVO单独变化对EGR率和充量系数的影响较小。通过负阀重叠实现内部EGR时，对称NVO可以在避免进气过程废气回流进气道的前提下，获得相对更高的充量系数及发动机输出功率。对称NVO策略下，进气初期缸内气流速度较高，并在缸内形成旋涡，进气门最大升程过后缸内流

7、动逐渐减缓。进气门关闭时刻缸内EGR浓度呈梯度分布，在气缸中心及底部EGR浓度较大，到压缩冲程后期，在靠近火花塞一侧缸内温度和EGR浓度更低，而HCNG燃料的浓度更高，也更有利于着火及火焰传播。采用NVO策略可以降低缸内最大压力升高率、最大爆发压力及最高温度，但会导致发动机动力性下降。火焰传播过程中，缸内气体流动会使得火焰向进气门一侧倾斜；缸内EGR率增加会导致着火困难，燃烧速度减慢，提高点火能量可以缩短着火落后期和燃烧持续期，加快燃烧速度。NVO策略下缸内NO浓度分布与缸内温度分布一致，并且EGR率越大，

8、缸内温度越低，NO生成越少。基于发动机一维仿真平台，对NVO分别为20，40，60，80，100°CA的5组对称NVO方案进行仿真计算及分析，确定了NVO=40°CA的配气方案为折中的NVO方案；模拟预测出了NVO=40°CA时HCNG发动机的工作范围，并通过优化进气压力恢复了发动机采用NVO策略后损失的动力性及经济性。关键词：内部EGR，HCNG发动机，负阀重叠，仿真计算IABSTRACTWiththerapi