缸內(nèi)直噴低熱值飛體燃料發(fā)動機數(shù)值模擬與試驗研究.pdf

1、能源短缺和生態(tài)環(huán)境惡化是21世紀人類面臨的兩大難題，汽車及發(fā)動機作為現(xiàn)代社會文明的重要標志，其發(fā)展正承受著來自上述兩方面的巨大挑戰(zhàn)，因此探索開發(fā)替代石油基燃料的新型潔凈代用燃料是當前世界各國關(guān)注的焦點。在以上背景下，近年來低熱值氣體燃料（或稱為低品質(zhì)氣體燃料）正受到世界各國政府、企業(yè)及高校研究單位越來越多的重視。將缸內(nèi)直噴技術(shù)應(yīng)用于低熱值氣體燃料發(fā)動機，能有效的提高充氣效率，改善燃燒特性，擴展稀燃極限并且降低有害氣體排放，具有很強的現(xiàn)實

2、意義。
　　 本文在國家自然科學基金項目“缸內(nèi)直噴低熱值氣體摻氫燃料發(fā)動機的混合氣形成與燃燒規(guī)律研究”的資助下利用CFD技術(shù)對混合氣的形成、燃燒過程進行分析，研究不同參數(shù)對混合氣形成情況、燃燒過程的影響；并且通過臺架實驗對分析結(jié)論進行了驗證。
　　 通過研究有限空間內(nèi)的亞音速噴流和音速噴流的形態(tài)與特性，選擇了合理的噴射壓力和噴嘴直徑；通過對缸內(nèi)直噴氣體燃料發(fā)動機的三維流動分析表明：燃料噴射過程對缸內(nèi)流場的分布有重要的作用

3、，不同的噴射策略使缸內(nèi)燃料分布的“不均勻度”發(fā)生變化，這使得可以通過改變噴射策略來滿足不同工況下對缸內(nèi)燃料分布的要求；通過燃燒特性的研究表明：缸內(nèi)直噴氣體燃料發(fā)動機通過燃料噴射過程產(chǎn)生的特定的速度場、湍流場、甲烷濃度場對點火、燃燒過程產(chǎn)生較大影響；噴射策略、點火時刻，過量空氣系數(shù)對發(fā)動機性能有規(guī)律性的影響，合理的參數(shù)選擇能有效的提高發(fā)動機的性能。并探索了缸內(nèi)直噴低熱值氣體燃料發(fā)動機稀燃特性，證明了通過選擇合理的噴射策略能擴展發(fā)動機的稀燃