沃爾沃歐6 柴油機燃燒系統的設計開發

沃爾沃歐6 柴油機燃燒系統的設計開發

未來柴油機在NOx、PM、CO2排放、動力性能和成本效益方面均需要進行改進，以滿足法規要求和消費者需求。為此，有必要開發出先進的柴油機燃燒系統。瑞典沃爾沃汽車集團針對其最新生產的一款用于乘用車的2.0L柴油機開發了一套先進的燃燒系統，用來保證該柴油機能夠滿足歐6排放法規的要求。

為了縮短先進燃燒系統的開發周期和減少其開發成本，沃爾沃汽車集團在開發時基于一套原有的燃燒系統進行。作為開發基礎的燃燒系統，主要用于沃爾沃汽車集團生產的VED4歐6柴油機。開發時，首先需要確定出燃燒系統的性能需求。考慮發動機穩態運行條件和瞬態運行條件下柴油機的綜合燃油消耗、制造成本、動力性能、燃燒噪聲、運行穩定性和排放，尤其是NOx和PM排放；然后確定出影響柴油機燃燒性能的關鍵因素，包括燃油空氣混合過程、燃燒室幾何形狀和噴油器幾何形狀。該過程利用計算流體動力學（CFD）軟件STARCCM+進行模擬和優化，生成具有多種優化組合的帕累托集，依此確定最優的燃燒系統硬件配置。建立優化硬件配置的CFD模型，并采用ECFM-CLEH模型模擬碳煙形成過程、RNG湍流模型模擬燃油空氣混合過程、Huh蒸發模型模擬混合氣的蒸發過程，進一步優化燃燒系統的參數取值。

對已確定硬件配置和參數取值后的燃燒系統進行快速原型制造，并基于快速原型進行柴油機燃燒性能評估，由此開發出滿足性能需求的燃燒系統。

H?kan Persson et al.SAE 2017-01-0713.

編譯：王淼