增压柴油机egr系统文丘里管的结构优化

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1、·46·能源研究与管理2010(3)开发与应用增压柴油机EGR系统文丘里管的结构优化郎晓姣，郑清平，黎苏(河北工业大学能源与环境工程学院天津300401)摘要：利用CFD软件建立了某增压柴油机EGR系统中所需的文丘里管模型，通过模拟不同尺寸的文丘里管分析了各种情况下的压降及均匀性。研究结果表明：采用总长为300mm，直径为22am，18。压缩角和l2。扩压角的文丘里管能够满足该增压柴油机压降及均匀性的要求。关键词：文丘里管；柴油机；EGR中图分类号：TK421+5文献标识码：B文章编号：1005—7676(2010)03—

2、0046—04AVentureTubeStructureOptimizationUsedinEgrSystemofTurbochargerDieselLANGXiao-jiao，ZHENGQing-ping，LISu(SchoolofEnergyandEnvironmentEngineeringHebeiUniversityofTechnologyTianjin300401China)Abstract：AventuretubemodelwhichneededinExhaustGasReeirculation(EGR)sys

3、temofturboehargerdieselisbuiltbyComputationalFluidDynamics(CFD)software．Pressuredropanduniformityinanycasesareanalyzedbysimulatingdiferentsizeventuretubes．Theresultsshowthattheventuretube，whichhas300mmoveralllength，22mmdiameter,18。compressionangle，and12。difusionan

4、gle，canmeettherequirementsofpressuredropanduniformityforturbochargerdiese1．Keywords：venturetube；diesel；exhaustgasrecirculation(EGR)随着越来越严格的排放法规的实施，废气再循1．1发动机结构参数环系统在增压柴油机中得到广泛的应用。在此过程本模拟研究使用的增压柴油机主要结构参数列中会出现进气压力大于排气压力的情况，不能让废于表1。气顺利进入进气管。解决这个问题的方法有：在进壅量墼气管或排气管内装节流

5、阀；在进气管加文丘里管；类型直喷利用压力波等l1I。缸数本文针对进口和出口直径一定的文丘里管，通缸径行程／mm*mm过改变喉口面积、缩角角度、扩角角度选择了渐缩压缩比段压降、渐扩段压升及进出口总压降损失最佳的文最大扭矩(转速)／Nm丘里管几何尺寸，为研究增压柴油机经济性和NOx最大功率(转速)w】排放性能提供条件。1．2进排气压力差1增压柴油机的EGIq系统图l和图2为利用CFD软件模拟所得结果。图投稿时间：2010—06—16作者简介：郎晓姣(1985一)女，硕士研究生，河北省保定市，内燃机燃烧与排放控制。开发与应用能源

6、研究与管理2010(3)·47·伽枷娜湖聊脚娜啪∞0l是增压柴油机进、排气压力随转速的变化关系。由图1可见，在1700r／min以下的低转速区，压气机后的进气压力高于涡轮机前的排气压力，而在1700r／min以上则刚好相反。因此，进、排气压力逆差问题主要出现在低转速区域。在中高转速区并不存在此问题。-tl--进气压力+j

7、气压力图3增压柴油机EGR系统简图1一压缩机2一文丘里管3一进气总管4一气缸5一排气总管6一EGR阀1．4初拟尺寸本研究是在l000r／min，75％负荷，进口和喉口的压降在7kPa下进行的。之所以选择这

8、一工况1O0D12o014o0l5001600l8002000220024002500是由于在此工况下进排气压力差最大，也就是说是r／rain最难满足的情况。根据流体力学和热力学理论及图1进排气压力与速度的关系+进气压力--A-排气压力经验设计结果得到文丘里管的几何尺寸即管1，然后通过改变喉口尺寸、缩角仅角度、扩角B角度250初拟了几种不同几何尺寸文丘里管，见表2，下面2∞将通过CFD模拟计算的方法找到最优的文丘里管喉l50口几何尺寸。日表2各管几何尺寸1005O0lI【／8260．Z398．4479．92b3ZbNm图2

9、1500r／rain不同负荷与进排气的关系图2是增压中冷柴油机进、排气压力随负荷的变化关系。由图2可见，在高负荷区域，压气机后的进气压力高于涡轮机前的排气压力，而在低负荷区域则相反。因此，进、排气压力逆差问题主要出2模型的建立现在高负荷区域，在低负荷区域并不存在此问题。2．1文丘里管优化原则因此，文丘里