直噴柴油機(jī)缸內(nèi)混合氣動(dòng)態(tài)特性及其對(duì)燃燒過(guò)程的影響研究.pdf

1、隨著人們生活水平的日益提高,汽車(chē)在人們生活中已經(jīng)成為不可或缺的產(chǎn)品。汽車(chē)在帶給人們便利的同時(shí),其尾氣排放也對(duì)環(huán)境污染造成了極大的威脅。汽車(chē)尾氣排放的根源在于發(fā)動(dòng)機(jī),雖然柴油機(jī)因?yàn)槠鋭?dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、耐用性以及溫室氣體CO2排放量低等特點(diǎn),最近幾年在汽車(chē)上得到了廣泛的使用,但是面對(duì)日益嚴(yán)峻的全球能源和環(huán)境污染危機(jī),世界各國(guó)對(duì)其發(fā)展制定了嚴(yán)格的限制法規(guī)。為了應(yīng)對(duì)這些法規(guī),各國(guó)柴油機(jī)研究工作者提出了許多應(yīng)對(duì)方法,這些方法歸根結(jié)底就是要改善柴油機(jī)

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

3、數(shù)值模擬所需的初始邊界條件和計(jì)算數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了設(shè)置和選取。通過(guò)對(duì)數(shù)值模擬得到的示功圖與實(shí)驗(yàn)得到的示功圖進(jìn)行對(duì)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(zhǔn)確。
　　其次,對(duì)燃燒室結(jié)構(gòu)參數(shù)中央凸臺(tái)、徑深比對(duì)缸內(nèi)混合氣動(dòng)態(tài)特性及其對(duì)燃燒過(guò)程的影響進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于不同中央凸臺(tái)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(duì)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(shí)對(duì)缸內(nèi)混合氣動(dòng)態(tài)特性及其對(duì)燃燒過(guò)程的影響進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn),噴油器噴孔凸出高度為2.7mm時(shí)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(huì)隨之增加;噴射定時(shí)的選取要合理,過(guò)早的噴射會(huì)導(dǎo)致缸壓在模擬工況下超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的最高爆壓,同時(shí)NOx生成量高,過(guò)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(jìn)氣總量,通過(guò)減小進(jìn)氣的氧濃度研究其對(duì)燃燒過(guò)程的影響。發(fā)現(xiàn),