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随着人们环保意识的提高,对汽车排放的限值日益严格,国六排放标准即将在全国全面实施。目前实现国六排放标准柴油机的应用开发还不够成熟,在此背景下,本文对降低柴油机排放的措施进行了全面的研究;同时基于一台国五排放的涡轮增压柴油机的台架实验数据建立了整机与集成后处理系统和废气再循环(EGR)系统的一维数值仿真模型,以及EGR进气均匀性的三维CFD模型,并深入研究了不同EGR方案对柴油机性能与排放的影响。本文的主要研究内容与成果为:(1)采用GT-power软件建立了涡轮增压柴油机的高压循环EGR(HP_EGR)和低压循环EGR(LP_EGR)一维仿真模型并进行了验证,在此模型基础上进一步研究了不同节流阀与背压阀开度对柴油机性能的影响;结果表明相比于HP_EGR方案,LP_EGR方案可通过节流阀(或背压阀)灵活调节EGR,适用的工况范围更广。(2)采用AVL-Cruise软件建立了整车道路循环仿真模型,基于轻型车测试循环(WLTC)计算了发动机典型运行工况,据此对整机采用集成后处理及EGR系统方案的NOx和Soot排放进行了加权计算,结果表明总排放均能满足国六a阶段标准。(3)采用一维与三维分析相结合的方法,基于CFD(AVL-Fire)研究了稳态和瞬态条件下各缸EGR率的均匀性,计算结果表明3缸进气管的EGR均匀性最好,4缸次之,为国六发动机进气EGR均匀性的优化提供了参考。因此,本文重点研究了EGR结合集成后处理系统改善柴油机的综合性能,同时兼顾柴油机的动力性和经济性,为柴油机的优化提供理论支撑,具有较大的实用价值和工程价值。