圖5 文丘里管內(nèi)速度場(chǎng)分布
4.2 文丘里管壓力場(chǎng)分析 
圖6 文丘里管內(nèi)靜壓力變化
喉口面積決定了文丘里管的引射能力，在文丘里管收縮噴嘴入口面積不變的條件下，喉口面積越小，其引射能力越強(qiáng)。但如果喉口面積太小，會(huì)發(fā)生壅塞現(xiàn)象。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)的文丘里管擴(kuò)壓段對(duì)中低EGR率混合氣的壓力恢復(fù)效果良好。但EGR率的增加意味著更多的EGR廢氣從引射口引入文丘里管，壅塞效果導(dǎo)致的壓力損失也越大，圖6是文丘里管內(nèi)靜壓力變化，隨著EGR率的增大，文丘里管擴(kuò)壓段的壓力恢復(fù)情況越差。在ηEGR＝0.15時(shí)，文丘里管進(jìn)出口的壓力差在20kpa左右。當(dāng)ηEGR＝0.3時(shí)，文丘里管進(jìn)出口的壓力差在30kpa左右，相比之下壓力損失增加大約10kpa。因此為了滿足柴油機(jī)實(shí)現(xiàn)大EGR率，文丘里管混合段的喉口直徑應(yīng)適當(dāng)增加，若將原文丘里管混合段出口直徑增加4mm，在ηEGR＝0.15時(shí)，文丘里管進(jìn)出口的壓力差在12.5kpa左右，在ηEGR＝0.3時(shí)，文丘里管進(jìn)出口的壓力差在23kpa左右。
4.3 不同EGR率條件下再循環(huán)廢氣與空氣混合情況及濃度分布 
(b) 文丘里管XY軸截面混合情況
圖7 EGR廢氣在文丘里管內(nèi)與空氣的混合情況
不同EGR率引射量直接影響了EGR廢氣與空氣的混合程度，同時(shí)對(duì)文丘里管內(nèi)的壓力、氣體粘度等參數(shù)也有較大影響。圖7是EGR廢氣在文丘里管內(nèi)與空氣的混合情況分布，云圖中深藍(lán)色區(qū)域表明空氣濃度較高，紅色區(qū)域表明EGR廢氣濃度較高，從圖中可以發(fā)現(xiàn)EGR廢氣與空氣的初始混合只在混合段的邊界層附近區(qū)域。EGR率越大，EGR廢氣引射量也就越大，將導(dǎo)致與空氣的混合歷程增加，混合區(qū)域和歷程越大，則需要在文丘里管擴(kuò)張段更遠(yuǎn)的地方才能與空氣混合均勻。因此，為了滿足更大EGR率的需要，同時(shí)也縮短EGR廢氣與空氣的混合時(shí)間，文丘里管EGR引射口數(shù)量或引射口直徑可以適當(dāng)增加，并且可以將混合段前排EGR引射口與后排引射口交措分布，以提高EGR廢氣與空氣的混合均勻度，有利于EGR廢氣在進(jìn)氣系統(tǒng)中均勻混合，促進(jìn)柴油機(jī)各缸EGR率均勻一致。圖8是EGR廢氣在文丘里管內(nèi)的質(zhì)量濃度分布，從圖中也可以發(fā)現(xiàn)ηEGR＝0.3時(shí)的EGR廢氣與空氣在文丘里管內(nèi)的混合距離要比ηEGR＝0.15時(shí)的距離要大。因此也可以認(rèn)為在設(shè)計(jì)文丘里管擴(kuò)壓段時(shí)，為了滿足大EGR率要求，可以適當(dāng)增加擴(kuò)壓段的長(zhǎng)度。 
圖8 EGR廢氣在文丘里管內(nèi)的質(zhì)量濃度分布
4 結(jié)論
1)EGR率對(duì)文丘里管壓縮段前的初始?jí)毫謴?fù)效果有較大影響，EGR廢氣引射量越大，壓力恢復(fù)效果就越差。為了滿足大EGR率的要求，在保持?jǐn)U壓段長(zhǎng)度不變的條件下，文丘里管擴(kuò)壓角可以適當(dāng)減小，即增大混合段喉口出口處直徑，另外EGR引射口直徑可以適當(dāng)增大，引射口的數(shù)量也可適當(dāng)增加。
2)通過(guò)數(shù)值計(jì)算還驗(yàn)證了引射式EGR系統(tǒng)文丘里管能夠克服增壓柴油機(jī)部分工況下由于增壓導(dǎo)致的進(jìn)氣管壓力高于排氣管壓力而產(chǎn)生EGR廢氣難以引入進(jìn)氣管的難點(diǎn), 可以實(shí)現(xiàn)廢氣再循環(huán)。(end)
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