基于1D/3D耦合仿真的三缸柴油机进气歧管EGR均匀性优化OA

三缸柴油机进气歧管内废气再循环(EGR)分配不均的问题,严重影响了发动机的燃烧效率和排放性能。针对这一问题,以D14柴油机为研究对象,结合一维热力学模型与三维计算流体力学(CFD)模型,建立了进气系统1D/3D瞬态耦合仿真模型。通过稳态计算对3种不同结构的进气歧管进行了对比分析,筛选出综合性能最优的歧管结构。基于这一结构,对原始EGR管路方案进行了瞬态耦合计算,分析了其EGR分布特性及不均匀性产生的机理。研究发现,原始方案中的EGR分布存在较大的不均匀性,主要表现为各缸EGR率的较大偏差。为此,进一步优化了EGR管路结构和布置方式,通过调整管路布局及其几何参数,提高了气流的混合均匀性。优化结果表明,优化后的EGR分布均匀性显著提高,进气量和EGR率的偏差分别从2.45%降至0.35%,从11.6%降至0.8%,提高了发动机的燃烧效率,减少了污染物排放,为柴油机的优化设计和实际应用提供了科学依据。