直噴柴油機缸內(nèi)混合氣動態(tài)特性及其對燃燒過程的影響研究.pdf

1、隨著人們生活水平的日益提高,汽車在人們生活中已經(jīng)成為不可或缺的產(chǎn)品。汽車在帶給人們便利的同時,其尾氣排放也對環(huán)境污染造成了極大的威脅。汽車尾氣排放的根源在于發(fā)動機,雖然柴油機因為其動力性、經(jīng)濟性、耐用性以及溫室氣體CO2排放量低等特點,最近幾年在汽車上得到了廣泛的使用,但是面對日益嚴峻的全球能源和環(huán)境污染危機,世界各國對其發(fā)展制定了嚴格的限制法規(guī)。為了應(yīng)對這些法規(guī),各國柴油機研究工作者提出了許多應(yīng)對方法,這些方法歸根結(jié)底就是要改善柴油機

2、的燃燒狀況,提高熱效率,減少有害排放物。而柴油機燃燒的好壞本質(zhì)上是由缸內(nèi)混合氣的動態(tài)特性決定的。因此,研究直噴柴油機缸內(nèi)混合氣動態(tài)特性及其對燃燒過程的影響非常必要。本文運用數(shù)值模擬技術(shù),對一臺高壓共軌、增壓中冷直噴式重型柴油機缸內(nèi)混合氣動態(tài)特性及其對燃燒過程的影響進行了定性、定量的研究。
　　首先,分別運用Pro/E和FIRE軟件建立了柴油機燃燒室流場區(qū)域的幾何模型和網(wǎng)格模型,針對原機最大扭矩轉(zhuǎn)速1300r/min,全負荷工況,對

3、數(shù)值模擬所需的初始邊界條件和計算數(shù)學模型進行了設(shè)置和選取。通過對數(shù)值模擬得到的示功圖與實驗得到的示功圖進行對比,發(fā)現(xiàn)兩者的差別在誤差允許范圍之內(nèi),模型選擇準確。
　　其次,對燃燒室結(jié)構(gòu)參數(shù)中央凸臺、徑深比對缸內(nèi)混合氣動態(tài)特性及其對燃燒過程的影響進行了研究。研究發(fā)現(xiàn),對于不同中央凸臺形狀燃燒室,Ⅰ型燃燒室比Ⅱ型燃燒室燃燒效率要高;徑深比?=3.09的A型燃燒室燃燒效果優(yōu)于?=2.878的B型燃燒室。
　　然后,對燃油噴射系統(tǒng)中

4、的噴油器噴射位置、噴射軌壓、噴射定時對缸內(nèi)混合氣動態(tài)特性及其對燃燒過程的影響進行了研究。研究發(fā)現(xiàn),噴油器噴孔凸出高度為2.7mm時燃燒效果最好;噴射軌壓越大,缸內(nèi)混合氣混合越均勻,燃燒效率越高,但是NOx的生成量會隨之增加;噴射定時的選取要合理,過早的噴射會導(dǎo)致缸壓在模擬工況下超過發(fā)動機的最高爆壓,同時NOx生成量高,過晚的噴射,燃燒放熱做功能力差,廢氣排溫較高。另外,在不改變進氣總量,通過減小進氣的氧濃度研究其對燃燒過程的影響。發(fā)現(xiàn),