天然气发动机起动控制参数对排气特性影响的模拟研究冰

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2013年(第35卷)第5期AutomotiveEngineering2013(Vo1．35)No．52013074天然气发动机起动控制参数对排气特性影响的模拟研究冰杜寅威，何邦全(天津大学，内燃机燃烧学国家重点实验室，天津300072)[摘要]利用GT—Power和FIRE软件建立了天然气发动机一维仿真模型和排气系统三维模型，并得到了试验验证。通过仿真，研究了天然气发动机起动阶段点火时刻和怠速转速对排气特性的影响。结果表明：推迟点火时刻和提高怠速转速可明显提高排气

2、温度、催化器入口高温区域的面积和排气质量流量；适当推迟点火会提高催化器入口排气的流速分布均匀性；发动机与催化器的匹配存在一个使催化器人口流速分布均匀性最佳的点火时刻和怠速转速；合理选择发动机起动阶段的点火时刻和怠速转速，可在满足起燃温度要求的同时使催化器入口流速分布更均匀。关键词：压缩天然气发动机；排气；流动；数值模拟SimulationontheEffectsofStartControlParametersontheExhaustCharacteristicsofCNGEngineDuYinwei＆HeBa

3、ngquanTianfinUniversity，StateKeyLaboratoryofEngines，Tianfin300072[AbstractJA1Dmode1forCNGengineanda3DmodelforitsexhaustsystemarebuiltwithsoftwareGT-PowerandFIRE，andarevalidatedbytests．Simulationsareconductedtostudytheeffectsofignitiontimingandi-dlespeedonth

4、eexhaustcharacteristicsofCNGengineatstartphase．Theresultsshowthatretardingtheignitiontimingandincreasingtheidlespeedcanmarkedlyincreasetheexhaustgastemperature，theareaofhigh—tempera-tureregionattheinletofcatalyticconverterandexhaustgasmassflowrate．Reasonabl

5、yretardingignitiontimingcanimprovetheuniformityofexhaustgasflowvelocityattheinletofcatalyticconverter．Inmatchingcatalyticconverterwithengine，thereisanoptimalignitiontimingandidlespeedtoobtainthebestuniformityofexhaustgasflowve-locityattheinletofcatalyticcon

6、verter．Moreuniformdistributionofexhaustgasflowvelocityatcatalyticconve~erinletcanbeachievedbytheproperselectionofignitiontimingandidlespeedatstartphasewhilemeetingthere—quirementoflight—oftemperature．Keywords：CNGengine；exhaustgas；flow；numericalsimulation未燃碳

7、氢(HC)排放明显低于传统汽油机，但此时催刖舌化器尚未起燃，因此HC排放仍然很高。如何降低冷起动过程的排放是发动机研究的一个热点问题。发动机起动过程中的排放控制对于降低汽车冷为使催化器快速起燃以降低汽油机冷起动排起动阶段排放有着至关重要的作用。随着发动机排放，催化剂快速起燃的发动机控制技术⋯、催化器人放法规的日益严格，减少发动机起动阶段排放受到口温度场和流场的分布特性优化、紧凑耦合催人们的广泛重视。虽然天然气发动机在起动阶段的化转化器、二次空气喷射系统、电加热催化器和HC国家高技术研究发展计划(863)(20

8、09AA064806)资助。原稿收到日期为2011年11月11日，修改稿收到Et期为2012年2月13日。学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2013年(第35卷)第5期气相互作用，转速和点火提前角的改变会影响相邻对图5瞬时排气温度进行循环平均计算可获得气缸排气的作用和排气速度方向，使得催化器入口循环平均值，由于发动机在