增程式電動(dòng)汽車用二沖程LPG直噴分層稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣形成的數(shù)值解析.pdf

1、二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)速高、比功率大等優(yōu)點(diǎn)，檢索表明充分地利用這些優(yōu)點(diǎn)將它開發(fā)為增程式電動(dòng)汽車用發(fā)電機(jī)組的動(dòng)力源的報(bào)道還幾乎沒看到。但是，增程模式下的二沖程缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，若采用在關(guān)閉排氣口后的汽油噴射時(shí)，由于混合氣形成時(shí)間較短，所以對(duì)混合氣形成好壞的擔(dān)憂是有必要的。液化石油氣(LPG)擁有沸點(diǎn)低、飽和蒸汽壓高的特點(diǎn)，噴入氣缸后將發(fā)生劇烈的減壓沸騰現(xiàn)象，非常利于加速燃料和空氣的混合，特別是LPG攜帶和存儲(chǔ)也非常容易。為此，選定

2、了二沖程LPG直噴發(fā)動(dòng)機(jī)作為輕型電動(dòng)汽車在增程模式下發(fā)電機(jī)組的動(dòng)力源。文章研究了不同結(jié)構(gòu)的二沖程LPG直噴發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的混合氣形成過程。
　　首先在驗(yàn)證了計(jì)算方法及計(jì)算模型正確的基礎(chǔ)上，使用Fire V2011軟件，研究了不同工況時(shí)噴油時(shí)刻對(duì)傳統(tǒng)曲軸箱掃氣式二沖程直噴發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)均質(zhì)混合氣形成的影響。結(jié)果表明，在避免“燃油短路”的條件下，設(shè)定的起動(dòng)、暖機(jī)工況(2000rpm)采用下止點(diǎn)后(ABDC)50° CA開始燃料噴射、以及增程模

3、式下的發(fā)電機(jī)組工況(4800 rpm)采用下止點(diǎn)后(ABDC)40° CA開始燃料噴射是合適的，在排氣口關(guān)閉(73°CA ABDC)時(shí)，新鮮混合氣被鎖止在氣缸內(nèi)，而在接近火花塞點(diǎn)火的壓縮過程后期，缸內(nèi)都形成了較理想的均質(zhì)混合氣。
　　提出了提出了區(qū)別于傳統(tǒng)的曲軸箱掃氣形式的、具有彎曲活塞頂?shù)摹氨诿嬉龑?dǎo)”式二沖程直噴汽油機(jī)的分層稀薄燃燒系統(tǒng)。使用Fire V2011軟件，研究了發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況選用不同噴射開始時(shí)刻時(shí)缸內(nèi)混合氣的的濃度場(chǎng)

4、和速度場(chǎng)。優(yōu)化結(jié)果表明，怠速工況時(shí)，燃料LPG在60°CA BTDC噴射，發(fā)電機(jī)組工況時(shí)，燃料LPG在60°～70°CA BTDC噴射，接近點(diǎn)火時(shí)刻時(shí)，在火花塞電極附近都能形成了理想的分層混合氣，而整個(gè)燃燒室的空燃比可達(dá)到40∶1;在上述基礎(chǔ)上，在避免“燃油短路”的條件下，進(jìn)一步數(shù)值解析了在選定的起動(dòng)-暖機(jī)工況(2000rpm)、發(fā)電機(jī)組工況（4800rpm）以及全負(fù)荷工況(6000rpm)時(shí)缸內(nèi)混合氣的濃度場(chǎng)和速度場(chǎng)。結(jié)果表明了采用不

5、同LPG噴射時(shí)刻，在排氣口關(guān)閉(65°CA ABDC)時(shí)，新鮮混合氣被鎖定在氣缸內(nèi)，而在接近火花塞點(diǎn)火的壓縮過程后期，缸內(nèi)都形成了較理想的均質(zhì)理論混合氣。
　　提出了另一種區(qū)別于傳統(tǒng)的曲軸箱掃氣形式的、“噴霧引導(dǎo)”式二沖程直噴汽油機(jī)的分層稀薄燃燒系統(tǒng)。研究了在發(fā)電機(jī)組工況時(shí)(4800rpm)，采用不同分布的六孔噴油器對(duì)二沖程“噴霧引導(dǎo)”直噴發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)分層和均質(zhì)混合氣形成的影響，結(jié)果表明，六孔非均勻分布噴油器更適合“噴霧引導(dǎo)”二沖程