甲醇直噴發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣形成及燃燒過程的研究.pdf

1、組織混合氣合理分層、實(shí)現(xiàn)甲醇的穩(wěn)定點(diǎn)火是甲醇直噴分層燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)必須要解決的問題。 本文基于STAR-CD三維數(shù)值模擬軟件，根據(jù)甲醇的物化特性及組織混合氣合理分層的需要，在一臺485柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)了燃燒室。為了實(shí)現(xiàn)甲醇的合理分層、穩(wěn)定點(diǎn)火和高效燃燒，首先，對不組織進(jìn)氣流動(dòng)時(shí)缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了深入分析，并研究了不同初始?xì)饬鲗Ω變?nèi)氣流運(yùn)動(dòng)的影響；其次，根據(jù)混合氣合理分層的需要，確定了噴嘴的位置，研究了噴醇參數(shù)和初始滾流比對

2、混合氣形成過程的影響；最后，依據(jù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定點(diǎn)火的三要素，選定了點(diǎn)火位置，并分析了轉(zhuǎn)速對點(diǎn)火位置處當(dāng)量比濃度和速度平均值的影響，研究了噴醇提前角、點(diǎn)火提前角不同時(shí)的甲醇燃燒特性和NOx排放特性，制訂了不同負(fù)荷時(shí)的噴醇策略。主要取得了如下研究成果： 1）不組織進(jìn)氣渦流時(shí)，由于擠流的作用，在燃燒室入口處形成了一個(gè)沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的縱向渦流區(qū)，這個(gè)渦流區(qū)的范圍在活塞向上移動(dòng)的過程中逐漸增大，渦流區(qū)的中心同時(shí)向燃燒室中心移動(dòng)；初始滾流對這個(gè)

3、渦流區(qū)有加強(qiáng)作用，當(dāng)初始滾流比為1.0時(shí)，渦的范圍幾乎擴(kuò)大一倍，占滿了整個(gè)燃燒室； 2）通過噴霧與缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)的合理匹配，可以使混合氣在燃燒室中合理分層，形成混合氣濃度和氣流運(yùn)動(dòng)都比較合適的穩(wěn)定點(diǎn)火區(qū)； 3）按照制訂的噴醇策略，小負(fù)荷時(shí)，在燃燒過程開始之前，噴醇過程已基本結(jié)束，主要進(jìn)行預(yù)混合燃燒，燃燒持續(xù)期很短；大負(fù)荷時(shí)，在燃燒過程開始之前，僅有一半左右的甲醇噴入缸內(nèi)，這部分甲醇以預(yù)混合方式燃燒，之后，燃燒過程主要由噴霧