某柴油机各缸EGR率均匀性计算及优化.pdf

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1、篓2舞智期内燃机与动力装置．．&。n。VoJunl．32．2015No．20156ICEPowerpl01．JZ1、0．3年月内燃机与动力装置．．&ant⋯T¨n，n1s’—————————————————————————————————————————————一【模拟计算】某柴油机各缸EGR率均匀性计算及优化高东东，张超，王军，雷营(安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥230601)摘要：为了解某柴油机各缸EGR率分布均匀性，本文首先应用一维AVL—BOOST软件得到三维CFD计算的边界数据，然

2、后通过三维AVL—FIRE软件计算得出进气歧管及EGR管路的气体流场。计算发现第二缸和第四缸的EGR率差异性超出JAC经验指标，继而提出改善进气均匀性的优化方案。通过计算验证，最终方案二满足经验指标。关键词：EGR率均匀性；CFD；进气歧管；EGR率差异性中图分类号：TK421．5文献标志码：A文章编号：1673—6397(2015)03—0044—04EGRCalculationandOptimizationinUniformityofEachCylinderofaDieselEngineGA

3、ODong—dong，ZHANGChao，WANGJun，LEILei(AnhuiJianghuaiAutomobileCo．，Ltd．，Hefei230601，China)Abstract：InordertoknowEGRdistributionuniformityineachcylinderofafour——cylinderdieselengine，thispapercalculatedtheboundarydatafor3DCFDbyAVL——BOOSTfirstly，andthenuse

4、dAVL_FIREtocalculateflowdistributionoftheintakemanifoldandEGRpipe．Theresultsin—dicatedthatEGRdeviationinthesecondcylinderandthefourthcylinderwerebeyondtheJACexpe．fiencenorm，andthentwooptimizationproposalsforimprovinginflowuniformitywerepresent．Fi—nal

5、ly，thesecondproposalwasprovedtomeetexperiencenormbyCFDcalculation．KeyWords：EGRDistributionUniformity；CFD：IntakeManifold；EGRDeviation引言近年来我国汽车保有量呈快速增长趋势，尾气污染问题13益突出，国家的排放法规也越来越严格，如何降低车辆排放已成为亟待解决的问题_1。2J。EGR(ExhaustGasRecirculation)是将部分废气通过进气歧管引入燃烧室，以降

6、低缸内氧浓度和燃烧温度，达到降低NO。排放的目的。3‘5J。但是在多缸发动机上采用EGR系统时，有时各缸EGR率非常不均匀，这样就导致EGR率高的缸氧气浓度低，排放烟度大；EGR率低的缸不能有效降低燃烧最高温度，NO。的形成依然得不到有效控制¨J。因此，有必要对EGR分布进行数值模拟，并根据仿真结果对各缸EGR率均匀性进行优化，以得到满足要求的进气结构。本文采用1D一3D耦合方法计算某发动机各缸的瞬态EGR率。首先进行发动机1D热力学计算，得到废气管、进气歧管各进出口的周期性边界条件，然后进行3

7、D的瞬态CFD计算，最后得到进气歧管各处EGR率随曲轴转角的变化关系曲线，继而可以依据评价指标对进气均匀性进行评价和对优化结构进行验证。1模型建立和分析方法1．1一维部分负荷点性能分析图1为一维BOOST计算模型，根据图中的工况作者简介：高东东(1984一)，男，安徽合肥人，研究生，助理工程师，主要研究方向为发动机性能分析。收稿日期：2015一叭一282015年第3期高东东，等：某柴油机各缸EGR率均匀性计算及优化·45·点进行一维标定，得出瞬态性能参数，为三维CFD分析提供边界数据支持。边界数

8、据包括废气人口、空气入口和四缸进气歧管出口6个位置点的质量流量、压力和温度数据。图1一维模型值得注意的是，在进行一维标定时，本文采用了一些建模技巧，现简述如下：a)BMEPControl：即控制制动平均有效压力，用于使模型达到预定的负荷输出要求。将扭矩标定值换算成BMEP值作为计算输人，计算扭矩很容易达到标定值。b)直接提取EGR率参数：通过增加一个For-mulaInterpreter(公式编译器)，测点和EGR废气测点，获得实时空气流量mair和废气流量megr，编辑公式EGR—ratio=