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柴油机作为一种高效低能耗的动力装置,在汽车、船舶、重型机械等领域有着广泛的应用。为了有效地控制柴油机的燃烧排放,低温燃烧作为一种新型燃烧方式孕育而生,近年来受到学者广泛地关注。低温燃烧方式主要通过提高柴油机缸内混合气质量和降低缸内燃烧温度来实现,达到降低柴油机NOX与Soot排放的目的。本文基于低温燃烧理论,综合实验研究结果,利用AVL-Fire数值模拟软件,对柴油机的燃烧控制参数进行了一个系统的研究。分析了柴油机主要控制参数EGR率、喷油时刻、燃烧室加限流沿等情况对柴油机燃烧过程和排放物的影响。以Auto-CAD为工具设计二维柴油机燃烧室形状,并导入AVL-Fire数值模拟软件中划分网格,建立模型模拟柴油机燃烧过程并与实验值进行校对完善计算模型,利用改善后的模型分析了多个工况下柴油机的燃烧过程与排放性能,对比分析得出以下结论。1)随着EGR率的增大,缸内最高压力和最高温度会有一定的下降,燃油滞燃期增长,Soot排放值明显上升,但NOX排放值得到很大改善。大EGR率混合气浓度明显降低,滞燃期延后,缸内燃烧最高温度与压力下降,NOX的排放得到很好控制。2)喷油定时对柴油机燃烧与排放影响巨大。上止点后喷油时,喷油定时会推迟,使缸内温度降低,燃油滞燃期增大,易形成浓混合气体,Soot排放值上升。同时预混合阶段燃烧放热量减少,扩散燃烧阶段放热量增大,导致缸内平均温度增大, NOX排放增加。3)燃烧室限流沿能够使燃油形成二次射流从壁面剥离,增大燃油的空间分布,提升混合气形成质量。增大限流沿高度,可以同时降低缸内最高燃烧温度与NOX,但HC和Soot的排放值增加。4)限流沿位置处于喷油锥角155°CA喷射方向的燃烧室侧壁时,能够很好的降低缸内最高温度和NOX排放量,部分燃油因二次溅射进入余隙容积,导致Soot的排放值增大。综合上述结论,可以得出:大EGR率能够有效的降低缸内燃烧温度,使NOX的排放降低;但随着EGR率的增大,Soot的排放会升高;上止点后喷油时,喷油时刻过晚,NOX和Soot的排放会增加;增加限流沿可以改善混合气质量,限流的高度和位置控制在一个合适的范围会同时降低NOX和Soot的排放。