預混合低溫燃燒模式下燃油噴霧與燃燒室空間匹配優(yōu)化研究.pdf

1、提高油氣混合質量是柴油機節(jié)能環(huán)保的關鍵，而在備受關注的預混合低溫燃燒模式下其重要性尤甚。與傳統(tǒng)燃燒模式相比，預混合低溫燃燒的噴射正時、燃油束空間分布以及缸內氣流運動特性均發(fā)生改變，因此，在該燃燒模式下的油氣混合機理需進一步探明。本文以小缸徑輕型車用柴油機為研究對象，針對其燃燒系統(tǒng)結構緊湊、均質混合氣制備和燃燒過程組織困難的特點，在預混合低溫燃燒模式下，圍繞均質混合氣的制備與碳煙排放控制，對燃油束空間分布與燃燒室結構參數的影響及其匹配進行

2、了數值模擬研究，為進一步優(yōu)化輕型車用柴油機預混合低溫燃燒技術提供理論基礎。
　　本文在預混合低溫燃燒模式下，對噴霧錐角與油嘴伸出高度對缸內氣流運動與油氣混合過程的影響進行了研究。研究表明，預混合低溫燃燒模式下由于噴射正時的提前，需對噴霧錐角以及油嘴伸出高度進行重新匹配設計，使得燃油分布特征為:一部分燃油分布于余隙內，但該部分燃油不會造成燃油濕壁現象，而另一部分燃油則分布在燃燒室凹坑內部。該分布特征可充分利用余隙與燃燒室凹坑內的氣流

3、運動，提高油氣混合質量，降低碳煙排放。
　　燃燒室形狀能夠強烈影響缸內的氣流運動因而對油氣混合分布起著極其重要的作用。與傳統(tǒng)燃燒模式相比，預混合燃燒模式下燃油噴射期內的氣流運動強度相對較弱，為增強此時缸內氣流運動強度，對燃燒室結構進行優(yōu)化。本文設計了一種新型小凸臺燃燒室概念，并與其他三種特征燃燒室進行對比分析。結果表明，小凸臺燃燒室在氣流運動特性、油氣混合與排放性能等方面均具有較大優(yōu)勢，在早噴射條件下可強化油氣混合。在所設計的小凸

4、臺燃燒室形狀基礎上對其幾何結構進行進一步優(yōu)化，研究表明，小凸臺燃燒室宜采用較小縮口型式以提高缸內氣流運動強度。在小缸徑的車用柴油機中，存在一個最佳的徑深比值，即在保持壓縮比不變的條件下，不宜采用較大口徑的燃燒室，相比而言，合適口徑且相對較深的燃燒室的缸內氣流運動速度與運動方向都較為優(yōu)越。
　　應用正交設計法進行多參數優(yōu)化，結果表明，各因素對Soot影響的主次順序，由大至小依次為噴霧錐角＞縮口比＞渦流比＞徑深比＞伸出高度，并通過對上