某四缸机EGR各缸均匀性优化计算.pdf

芜湖，2008年 9月 中国内燃机学会第八届学术年会论文集 23 APC2008－002 某四缸机 EGR 各缸均匀性优化计算 李湘华，张小姣 (广西玉柴机器股份有限公司技术中心，广西 玉林 537005) 摘 要：应用AVL公司FIRE软件，对某四缸柴油机进行了EGR各缸均匀性CFD计算，在计算和试验结果基本一 致的基础上对EGR系统进行了计算改进设计 关键词：柴油机；EGR ；CFD Optimized EGR Calculation in Each Cylinder for a Four-Cylinder Diesel Engine LI Xianghua ，Zhang Xiaojiao (GuangXi YuChai Diesel Engine Company, LTD. Yulin, Guangxi. 537005) Abstract: EGR calculation in each cylinder for a four-cylinder diesel engine is performed by using AVL software FIRE, and improved design has been carried out after the calculation data is validated with test data. Keywords: Diesel Engine; EGR ；CFD 废气再循环 （EGR ：Exhaust Gas Recirculation ） 与缸盖相连的几个口 （图1所示各缸in-out 以及ex-in 系统是将柴油机产生的小部分废气再送回气缸，这 等八个口）以及排气歧管出口都延长了50mm，网 样就使气缸内氧气浓度降低，使燃烧速度减慢，燃 格采用AVL软件的 FAME模块划分，总单元数约为 烧最高温度下降，从而减少有害成分氮氧化物 37 万。EGR 阀假定升程为3mm 。第一修改方案 （NOX ）的形成。但是在多缸发动机上采用EGR （modified01 ）模型是将EGR引入进气接管的位置 系统时，有时各缸EGR率非常不均匀，这样就导致 提前，期望通过增加混合长度改善混合，从而提高 EGR率高的缸氧气浓度低，排放烟度大；而在EGR 各缸均匀性；第二修改方案（modified02 ）是将排 率低的缸不能有效降低燃烧最高温度，氮氧化物的 气歧管出口的导流板取消，期望各缸排气时对EGR 形成依然得不到有效控制。 管路的废气供应尽可能均匀，从而提高各缸均匀 本文利用CFD方法计算某发动机各缸的EGR 性。 率，计算思路是首先进行发动机一维热力学计算， 图2为试验及计算EGR率测点布置图。将图中 得到排气歧管、进气歧管各进出口的周期性边界条 标示的“一缸EGR测点”定为测点1，依次将其它几 件，然后进行三维的瞬态CFD计算，最后得到进气 缸的EGR测点定为测点2 、3、4 ，将总管前端测点 歧管各出口及各试验测点EGR率随曲轴转角的变 定为测点5，总管后端测点定为测点6 。对各个测点 化关系曲线。在验证原始模型计算结果与试验结果 进行了两种取气状态的试验，一种是直接壁面取 相符后对两种修改方案模型进行计算，比较两种修 气，另一种是将取气口伸入进气歧管中心，为了和 改方案与原始方案各缸均匀性，找出优化的设计方 试验数据进行较好的比较，在计算时布