[发明专利]一种双燃料发动机额定工况下HC与CO排放控制策略

摘要

本发明涉及一种双燃料发动机额定工况下HC与CO排放控制策略，其特征在于：由理论设计和CFD数值模拟组成，理论设计包含燃烧模式与喷射系统的选取、燃料喷射方案的确定；CFD数值模拟建立柴油/天然气双燃料发动机燃烧室模型，验证模型准确性并进行相应调整后，针对不同设计方案进行缸内燃烧的数值模拟，并根据数值模拟结果，分析不同喷射方案的缸内燃烧以及排放特性，并与燃烧理论的定性分析结果进行对比验证；从HC与CO排放量的变化对排放控制策略的效果进行验证，得出一般性结论；采用理论设计与CFD数值模拟相结合的方法，不仅保证设计方案的正确性，还能保证设计方案的合理性和良好的排放控制效果。

主权项

1.一种双燃料发动机额定工况下HC与CO 排放控制策略，其特征在于：在额定工况下，采用油气共用喷射器，根据柴油与天然气不同的燃烧特性，采用理论设计与CFD数值模拟相结合的方法对排放控制策略进行设计，两者的结果可以相互验证，且对排放控制策略的效果进行评估，并得出一般性的结论；具体控制策略如下：S1：燃烧方式的确定：针对双燃料发动机的额定工况，为了满足天然气与柴油的相互耦合，实现缸内混合气浓度与燃料成分的可控分层分布，兼具扩散燃烧与均质火焰传播，采用分层压燃模式；S2：喷射方案的确定：采用的油气共用喷射器，分别连接到供油管路以及供气管路，所能提供的柴油喷射压力为80~140MPa,天然气喷射压力为12~16MPa；油气共用喷射器连接到双燃料ECU上；相应的燃料喷射方案为柴油单次喷射，天然气采用多量第一次喷射与少量第二次喷射策略，且均采用缸内高压直喷的方式；S3：相关燃料喷射参数的选取：在确定燃烧方式以及喷射方案的基础上，结合发动机实际工况及其特点，选取合适的柴油替代率和EGR率，并根据额定工况下所需燃料热值基本不变的原则，进而计算出引燃柴油和天然气的量，接着确认柴油以及天然气的喷射时刻，喷射次数，每次喷射量以及每次喷射压力；S4：发动机燃烧模型的建立与验证：建立发动机燃烧室模型，选取原机的某一工况，将模拟所得的结果与实验结果进行对比分析验证所建发动机燃烧室模型的准确性；S5：不同喷射方案的模拟分析：在确定发动机燃烧室模型符合实验要求时，根据不同的喷射方案，利用CFD软件对设计方案进行缸内燃烧的数值模拟；根据数值模拟结果，分析不同喷射方案的缸内燃烧以及排放特性，总结出规律以及更优的喷射策略；最后，从HC与CO排放量的变化对排放控制策略的效果进行验证。