高功率密度OPOC柴油機(jī)噴霧-燃燒過(guò)程與噴射策略研究.pdf

1、對(duì)置活塞對(duì)置氣缸（OPOC）柴油機(jī)，集合了對(duì)置活塞、對(duì)置氣缸這兩款發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)，其動(dòng)力優(yōu)點(diǎn)在于輕量化、高單位質(zhì)量功率、高單位體積功率。但由于OPOC柴油機(jī)僅能組織弱進(jìn)氣渦流，缸內(nèi)湍動(dòng)能很弱，燃油混合氣形成質(zhì)量較差，使OPOC柴油機(jī)燃燒不充分。為充分利用燃油噴射引起的缸內(nèi)湍動(dòng)能，促進(jìn)燃油的霧化以及燃油混合氣的良好形成，進(jìn)一步提高其燃燒性能及動(dòng)力性能，展開(kāi)柴油機(jī)的噴射策略研究，深入探究燃燒系統(tǒng)參數(shù)之間的匹配，推進(jìn)OPOC柴油機(jī)應(yīng)用價(jià)值

2、的實(shí)現(xiàn)。
　　本文對(duì)OPOC柴油機(jī)進(jìn)行了側(cè)向噴油和燃燒過(guò)程的瞬態(tài)數(shù)值模擬計(jì)算，深入研究了OPOC柴油機(jī)噴油策略以及噴霧燃燒過(guò)程，為現(xiàn)有的OPOC柴油機(jī)噴油器噴孔布置的設(shè)計(jì)與改進(jìn)提供理論參考。完成工作與研究成果主要包括：
　　1）分析OPOC柴油機(jī)缸內(nèi)噴油與燃燒過(guò)程存在的復(fù)雜缸內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)與混合的物理過(guò)程以及燃油混合氣燃燒的化學(xué)過(guò)程，根據(jù)其側(cè)置噴油特點(diǎn)，確定適合于OPOC柴油機(jī)缸內(nèi)復(fù)雜流動(dòng)與燃燒數(shù)值模擬的各氣相、液相以及燃燒模型

3、。以進(jìn)氣端活塞頂面、排氣端活塞頂面以及缸套區(qū)域建立幾何模型，依據(jù)常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理，結(jié)合OPOC發(fā)動(dòng)機(jī)雙活塞工作過(guò)程確定計(jì)算初始時(shí)刻及各區(qū)域的等效溫度以及缸內(nèi)壓力和溫度分析邊界條件。采用離散求解方法，借助三維瞬態(tài)模擬軟件AVLFIRE平臺(tái)，分析研究噴油燃燒計(jì)算模型，通過(guò)調(diào)整模型參數(shù)，將缸內(nèi)壓力模擬分析結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，確定正確的OPOC柴油機(jī)噴油與燃燒計(jì)算模型，驗(yàn)證研究方法的可行性。
　　2)分析不同噴油方案下，氣流運(yùn)動(dòng)形

4、式、湍動(dòng)能分布、燃油濃度分布等情況，研究了不同噴油方案對(duì)于OPOC柴油機(jī)混合氣形成質(zhì)量和燃燒性能的影響。結(jié)果表明，不同噴油方案下，燃油濃度分布差異很大，產(chǎn)生不同的燃燒效果。
　　3）分析不同噴油方案具有的燃油混合氣形成以及燃燒組織方面的優(yōu)勢(shì)，改進(jìn)原噴油方案的噴孔布置，充分利用噴射作用下缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)的變化，促進(jìn)燃油與燃燒室內(nèi)空氣的良好混合，使燃油混合氣盡可能的完全且快速燃燒，提高了整機(jī)的平均有效壓力，即增強(qiáng)了動(dòng)力性。
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