沃尔沃欧6 柴油机燃烧系统的设计开发

沃尔沃欧6 柴油机燃烧系统的设计开发

未来柴油机在NOx、PM、CO2排放、动力性能和成本效益方面均需要进行改进，以满足法规要求和消费者需求。为此，有必要开发出先进的柴油机燃烧系统。瑞典沃尔沃汽车集团针对其最新生产的一款用于乘用车的2.0L柴油机开发了一套先进的燃烧系统，用来保证该柴油机能够满足欧6排放法规的要求。

为了缩短先进燃烧系统的开发周期和减少其开发成本，沃尔沃汽车集团在开发时基于一套原有的燃烧系统进行。作为开发基础的燃烧系统，主要用于沃尔沃汽车集团生产的VED4欧6柴油机。开发时，首先需要确定出燃烧系统的性能需求。考虑发动机稳态运行条件和瞬态运行条件下柴油机的综合燃油消耗、制造成本、动力性能、燃烧噪声、运行稳定性和排放，尤其是NOx和PM排放；然后确定出影响柴油机燃烧性能的关键因素，包括燃油空气混合过程、燃烧室几何形状和喷油器几何形状。该过程利用计算流体动力学（CFD）软件STARCCM+进行模拟和优化，生成具有多种优化组合的帕累托集，依此确定最优的燃烧系统硬件配置。建立优化硬件配置的CFD模型，并采用ECFM-CLEH模型模拟碳烟形成过程、RNG湍流模型模拟燃油空气混合过程、Huh蒸发模型模拟混合气的蒸发过程，进一步优化燃烧系统的参数取值。

对已确定硬件配置和参数取值后的燃烧系统进行快速原型制造，并基于快速原型进行柴油机燃烧性能评估，由此开发出满足性能需求的燃烧系统。

Håkan Persson et al.SAE 2017-01-0713.

编译：王淼