包广元，张韦，陈朝辉，蒋倩昱

（650500 云南省 昆明市 昆明理工大学 云南省内燃机重点实验室）

0 引言

氮氧化合物（NOX）和颗粒物（PM）是柴油车排放的主要污染物[1]。将发动机废气从排气管引入进气管的废气再循环技术（Exhaust Gas Recirculation，EGR），能够借助废气的吸热和稀释效应大幅降低燃烧温度，实现低温燃烧（Low Temperature Combustion，TLC），是控制NOX-PM的有效措施[2]。然而，直接将大量废气通入进气管，虽可抑制NOX-PM 的生成，解决其此消彼长（Trade-off）的难题[3]，但会造成燃烧恶化，热效率下降，碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）排放增加[4]。通过EGR 分层[5]能使缸内高温区域分布较高浓度EGR，充分发挥EGR 效用，抑制污染物生成[6]，而其它区域EGR 分布较少，形成与温度分布相匹配的分层，可降低EGR 量，改善燃烧品质。燃烧室内高温分布主要受燃油分布的影响，各国学者通过光学及数值模拟手段[7-11]，研究柴油喷射、蒸发、低温和高温反应，以及涡流对扩散燃烧的影响。上述研究都反应出相似的火焰传播与分布特性，扩散火焰高温中心分布于火焰浮起长度（lift-off length）至燃烧室壁面之间，沿气缸径向分布的环形区域，而在气缸轴向上又呈现为燃烧室顶部温度高底部温度低的轴向分布状态。因此，将高浓EGR 投放于该区域，可实现对局部高温的重点控制。

本课题以YN33 单螺旋进气道柴油机为研究对象，根据发动机的试验数据及结构参数，构建发动机一维仿真模型，利用一维仿真结果作为三维数值模拟初始与边界条件，通过三维CFD 数值模拟，将进气道截面等分为4 个独立进气区域，在各个进气截面通入示踪气体，用以表征不同区域进气EGR 在缸内的分布状况，通过对进气道关键结构参数的调整，实现对EGR 废气在气缸轴向的浓度差进行求解。……