直喷汽油机冷启动壁面油膜对未燃碳氢和Soot排放的影响

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1、分类号：TK411+.5单位代码：10183研究生学号：2015422139密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）直喷汽油机冷启动壁面油膜对未燃碳氢和Soot排放的影响EffectsofWallFilmontheUnburnedHCandSootEmissionofaDirectInjectionGasolineEnginewithColdStart作者姓名：周广专业：动力工程及工程热物理研究方向：内燃机工作过程优化与控制指导教师：董伟副教授培养单位：汽车工程学院2018年6月———————————————————————————————直喷汽油机冷启动壁面油膜对

2、未燃碳氢和Soot排放的影响———————————————————————————————EffectsofWallFilmontheUnburnedHCandSootEmissionofaDirectInjectionGasolineEnginewithColdStart作者姓名：周广专业名称：动力工程及工程热物理指导教师：董伟副教授学位类别：工学硕士答辩日期：2018年6月2日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行Ｉ出租、改编等有碍作者著作权的商业性

3、使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律贵任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明，：所呈交学位论文是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：ｉｉＴ曰期：年／月曰亨摘要直喷汽油机冷启动壁面油膜对未燃碳氢和Soot排放的影响GDI发动机由于独到的优势而备受追捧，但燃油碰壁现象不可避免，将

4、形成壁面油膜。尤其是在冷启动阶段，由于缸内温度较低，雾化较差，这种现象会更加明显，是冷启动未燃碳氢和soot主要来源。为了进一步优化缸内直喷汽油机的性能，真正意义上实现节能减排，对壁面油膜的形成与发展过程进行研究是很有必要的。本文以EA888第二代发动机为研究对象，利用CFD仿真的研究方式，探究了壁面油膜对冷启动阶段未燃碳氢和soot排放影响，从而寻求冷启动阶段降低排放的有效措施。研究结果表明：提高发动机启动转速，能显著增加火焰传播速度，缸内气流运动增强，缸内卷吸作用增强，增加了燃油的蒸发雾化，燃油碰壁量逐渐降低，对改善燃油碰壁，避免严重“池火”，改善排放有重要作用。

5、随着喷油时刻的推迟，活塞顶和气缸壁油膜质量先降低后升高，而进气门和气缸盖油膜量先升高后降低。在点火时刻，随着喷油时刻推迟，缸内总油膜量先降低后升高，在70°CA喷油时总的油膜量最低；随着喷油持续期的减少，活塞顶油膜质量先减少后增加，气缸壁和进气门油膜则逐渐降低，气缸盖油膜质量先增加而后减少。在点火时刻，随着喷油持续期的减少，缸内总油膜量总体呈现先降低后增加的趋势，在喷油持续期为25°CA时总的油膜量最少；喷射时刻较早，在燃烧结束后HC主要存在于活塞顶与气缸侧壁，其它区域则相对较少。而喷油时刻相对迟后时，HC分布区从活塞顶和气缸侧壁逐渐过渡为气缸侧壁和进气门处的狭缝区。

6、而HC的产生主要有不完全燃烧、壁面淬熄以及壁面油膜等途径。因此推迟喷射时刻对未燃HC排放不利；随着喷射持续期的变短，在燃烧结束后HC在进气门处生成逐渐减少，有利于减少积碳现象；随着喷油时刻推迟，缸内混合气混合时间缩短，有更多燃油喷射在缸壁上，而缸壁相对于缸内其它部分温度相对较低，油膜区变多，气缸侧壁的油膜在燃烧过程中容易产生“池火”现象，导致更多“池火”碳烟的生成；随着喷油持续期的缩短，燃油从喷孔喷出后动量更高，油速粒径变得更加细密，增大了与空气作用的表面积，点火时油气混合较好。壁面油膜有所下降，“池火”碳烟的生成有所减少。喷射策略对改善发动机冷启动燃烧和排放较为有效

7、。二次喷射能有效降低附壁油膜总量。对油膜的蒸发更有利，对减少附壁油膜量有很大改善，缸内混合气总体分布较好，缸I内燃烧定容度较高，放热更加集中，“池火”碳烟的生成有所减少。关键词：GDI，冷启动，壁面油膜，未燃HC，SootIIAbstractEffectsofWallFilmontheUnburnedHCandSootEmissionofaDirectInjectionGasolineEnginewithColdStartGDIengineispopularbecauseofitsuniqueadvantages,whilethephenomenon