某型柴油机 EGR 率优化仿真分析.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.032某型柴油机EGR率优化仿真分析陈园明，王宏大，王次安（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：应用一维BOOST软件和三维Fire软件对某型柴油机进气歧管EGR率分布进行模拟分析。采用瞬态分析模式，对各个工况下EGR气体在进气歧管中的分布进行计算，结果表明：初始设计方案各缸EGR率偏差较大，不能满足评价标准；依据分析结果对EGR废气进口进行优化，最终优化后各缸EGR率偏差能够满足评价标准。关键词：进气歧管；EGR率偏差；CFD中图分类号：U461文献标识码：A文章编号：1

2、671-7988(2016)08-104-03SimulationandoptimizationanalysisonEGRRatioofthedieselengineChenYuanming,WangHongda,WangCian（PowerResearchinstitute,AnhuiJianghuaiAutomobileCo.,Ltd.,AnhuiHefei230601）Abstract:Thedieselengineintakemanifoldiscalculatedby1D_BOOSTand3D_FiresimulationonEGRdeviatio

3、n.Thetransientmodewasset，andEGRgasdistributioninintakemanifoldwassimulatedatalltheoperationpoints.Theresultshows:theinitialmodelcan’tmeetthestandard,modifythedesignoftheEGRinletthentheresultcanmeetthestandard.Keywords:IntakeManifold;EGRDeviation;CFDCLCNO.:U461DocumentCode:AArticleI

4、D:1671-7988(2016)08-104-03前言1、数值仿真随着我国汽车产业的发展，机动车尾气污染问题日益突1.1计算描述出，国家的排放法规也越来越严格。如何降低机动车污染物本文采用1D分析和3D分析耦合的方法，首先通过1D的排放已成为亟待解决的问题。当前发动机厂家通常采用两仿真分析软件BOOST对发动机进行热力学分析，得出歧管种技术路线，其中最常用的是EGR后处理路线，所谓各进出口的压力、温度和流量等边界条件，然后利用3D软EGR(ExhaustGasRecirculation)是将发动机燃烧后的部分废件Fire对歧管进行CFD分析，得出发动机各缸

5、的EGR均匀气通过进气歧管与新鲜空气混合，混合气一起进入气缸，以性系数，依据分析结果对歧管的设计结构进行评估。降低缸内氧浓度和燃烧温度达到降低NOx排放的目的。1.2热力学分析本文所分析柴油机为四缸发动机，依据经验如果各缸新图1为该柴油机一维BOOST热力学仿真分析模型，如鲜空气和废气比例即EGR率均匀性较差时，容易导致发动机图中红框所示测点M19-M26分别表示1~4缸进气歧管的8扭矩降低且NOx的形成也不能得到有效的控制。因此本文采个出口，测点MP18表示进气歧管的新鲜空气进口，测点用CFD技术对某柴油机进气歧管内的EGR分布进行分析，MP27表示EGR

6、气体进口。通过对分析结果的评估对进气歧管进行优化，保证歧管的根据标定工程师提供的发动机EGR分析点：发动机机转EGR率能够满足要求。速3200rpm扭矩164Nm时，EGR率为27%；通过一维热力学分析可以计算得出各个进气歧管各个测点的压力、流速、作者简介：陈园明（1979-），男，工程师，工程硕士，就职于安徽温度、质量流量等边界数据。江淮汽车股份有限公司。主要从事内燃机设计开发工作。105汽车实用技术2016年第8期其中，EGR表示EGR率mEGR表示EGR质量流量m表示EGR+新鲜空气总质量流量一个工作循环的EGR率统计值按如下：公式计算：带EGR的进气

7、歧管要求各管道的EGR分布均匀，根据里卡多的经验，要求一个工作循环内EGR率的相对偏差保持在±5%以内。2.2初始模型分析结果图1BOOST分析模型示意图本次瞬态计算共进行了6个循环，其中前5个循环保证1.3CFD数值模拟计算收敛解，第6个循环输出计算结果。1.3.1模型建立图3和图4显示了歧管各出口的气体的EGR率和EGR图2为该发动机进气歧管三维数模，从图中可以看出该率偏差。歧管设计有八个出口，其中每两个出口分别对应发动机一个缸。图中蓝色圈位置即为EGR废气进口设置，从图中可以看出EGR进气口伸入歧管内部，废气与新鲜气体流向有120deg的夹角。图3初始

8、方案EGR率图4初始方案EGR率分布示意图偏差示意图