車用直噴式柴油機燃燒過程的多維數(shù)值模擬研究.pdf

1、由于柴油機的高效、節(jié)能、經(jīng)濟實用以及大轉(zhuǎn)矩的特點,越來越多的汽車開始以柴油機為動力.研究車用直噴式柴油機的燃燒過程,提高其動力性和經(jīng)濟性,降低NO<,x>和碳煙排放,成為一項很有意義的工作.對燃燒過程的研究除傳統(tǒng)的試驗方法外,建立在試驗基礎上的內(nèi)燃機燃燒過程的數(shù)值模擬也是一項強有力的措施. 本文系統(tǒng)的論述了缸內(nèi)燃燒過程的三維數(shù)值模擬計算模型和數(shù)值計算方法,對缸內(nèi)氣體的氣相湍流流動模型,柴油噴霧模型和缸內(nèi)燃燒模型在理論上進行了具體

2、的分析.應用AVL公司開發(fā)的三維數(shù)值模擬FIRE軟件,對直噴式柴油機的氣流運動過程、噴霧過程和燃燒過程進行數(shù)值模擬仿真計算,詳細地展示了缸內(nèi)流場、噴霧發(fā)展形態(tài)及空間分布情況和缸內(nèi)的溫度場以及排放物濃度分布情況. 應用FIRE軟件,本文主要從以下兩方面對一臺4100型車用直噴式柴油機的燃燒過程進行了詳盡的模擬計算與分析:①燃燒室形狀:在壓縮比e=17.5的情況下,開發(fā)設計了幾種不同形狀的燃燒室,對比了這幾種燃燒室的缸內(nèi)流場,分析了

3、不同形狀燃燒室的缸內(nèi)溫度及排放物濃度分布情況.②噴射參數(shù):對于相同形狀的燃燒室,采用不同的噴射參數(shù),如噴嘴的凸出高度,噴油提前角,以及噴霧油束軸線與缸頭安裝噴油器的孔軸線的夾角,從這幾方面進行模擬仿真計算. 得出恰當?shù)膰娮焱钩龈叨瓤梢允筃Ox和碳煙的排放有所降低.噴油提前角延遲,則NOx生成物降低,放熱率也有所降低.通過對不同的噴射參數(shù)進行模擬仿真計算,得出最佳匹配參數(shù).并將模擬計算結果與實測結果進行比較,驗證了計算模型選取的合