柴油機雙ω燃燒系統(tǒng)燃燒及排放性能數(shù)值模擬.pdf

1、直噴柴油機的混合氣形成和燃燒過程，對其動力性、經(jīng)濟性，排放污染物的生成具有重要的影響。油、氣、室的匹配是決定柴油機燃燒過程的最關(guān)鍵因素。本文提出了雙ω型燃燒室及與之相匹配的雙排噴孔的燃燒系統(tǒng)，即在直噴式柴油機活塞上設(shè)置兩個ω凹坑，并使噴油器上下兩排噴孔同時噴向所設(shè)計燃燒室的上下兩個凹坑中。在上止點前，缸內(nèi)氣流運動主要受擠流和湍流控制，氣流由上部ω凹坑逐漸向下部ω凹坑運動，下ω凹坑半徑較小，在其中會形成較強的擠流運動，有助于下ω凹坑中油氣

2、混合。上止點后，活塞下行，在逆擠流和燃燒渦流作用下燃燒室中的氣流向外流到環(huán)形空間進一步促進了上ω凹坑中油氣混合。著火后，燃燒室內(nèi)的溫度和壓力迅速升高，使燃燒更加迅速充分同時加速了碳煙的氧化。這樣能保證燃油迅速擴散到燃燒室頂部區(qū)域，與空氣快速混合，加速燃燒。
　　 針對新型燃燒系統(tǒng)，本文利用CFD軟件FIRE對缸內(nèi)噴霧、混合氣形成和燃燒過程進行了數(shù)值模擬。分析了進氣參數(shù)（渦流比），噴油器主要參數(shù)（油束落點、噴孔分布、噴孔數(shù)、噴油提

3、前角等）對柴油機燃燒和排放性能的影響。著重研究了缸內(nèi)速度場變化、燃空當(dāng)量比和溫度場分布以及排放物的生成規(guī)律。應(yīng)用正交設(shè)計方法研究了燃燒系統(tǒng)參數(shù)對燃燒過程及排放性能的影響及優(yōu)化匹配，得到了不同指標(biāo)下的最優(yōu)燃燒參數(shù)組合。
　　 研究結(jié)果表明，采用雙ω燃燒系統(tǒng)能較快地在缸內(nèi)形成均勻的混合氣，有效地改善可燃混合氣的空間分布，使燃燒更加迅速和完善采用雙排噴孔的噴射形式;適當(dāng)?shù)卦黾由吓艊娍讛?shù)能夠提高混合氣形成質(zhì)量，改善燃燒性能;缸內(nèi)最高平均