噴油系統(tǒng)參數(shù)對高強化柴油機燃燒過程影響的多維仿真研究.pdf

1、相對于普通柴油機,高強化柴油機由于轉(zhuǎn)速高、循環(huán)噴油量大,要在大約一半的燃燒持續(xù)期內(nèi),完全燃燒比原來多40％的燃油,對燃燒過程的組織提出了更高的要求。柴油機燃燒系統(tǒng)涉及油、氣、室三個子系統(tǒng),噴油系統(tǒng)直接影響燃油的霧化質(zhì)量,進而影響缸內(nèi)混合氣形成與燃燒的有效進行。因此,解析噴油系統(tǒng)參數(shù)對高強化柴油機噴霧、混合及燃燒過程的影響規(guī)律,對優(yōu)化燃燒過程、實現(xiàn)快速燃燒具有十分重要的意義。
　　 首先,本文應用發(fā)動機三維仿真軟件FIRE建立了某

2、型高強化柴油機燃燒過程的仿真模型,研究了液滴破碎分裂模型參數(shù)和燃燒模型參數(shù)對仿真結(jié)果的影響規(guī)律,通過對比仿真與實驗結(jié)果,驗證了仿真模型的準確性。在此基礎上,通過分析缸內(nèi)速度場、燃空當量比場和溫度場分布,探討了高強化柴油機燃燒機理。
　　 其次,從噴霧微觀特性和噴霧空間特性兩個方面構建了表征噴霧特性的中間參數(shù),包括噴霧索特平均直徑(SMD)、不同粒徑區(qū)段的油滴數(shù)、燃油蒸發(fā)速率、噴霧貫穿距離,基于上述參數(shù)定量研究了噴油壓力、噴孔數(shù)(

3、孔徑)、噴油定時和噴油規(guī)律對高強化柴油機噴霧特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明:在循環(huán)噴油量相同的條件下,噴油系統(tǒng)參數(shù)通過影響不同油滴粒徑的油滴數(shù)量來影響燃油的霧化質(zhì)量。
　　 構建了表征油氣混合及燃燒過程的特征參數(shù),包括湍流混合速率、混合氣濃度方差、不同當量比區(qū)間混合氣質(zhì)量分數(shù)及其對燃燒的貢獻率、滯燃期、燃燒重心、燃燒持續(xù)期,定量研究了噴油壓力等參數(shù)對柴油機油氣混合及燃燒過程的影響規(guī)律。結(jié)果表明:提高噴油壓力,增大噴油定時使得油氣混合質(zhì)