直噴式柴油機(jī)渦流室燃燒系統(tǒng)的燃燒模擬.pdf

1、發(fā)動(dòng)機(jī)的排放污染問(wèn)題正日益受到世界各國(guó)的重視，如何降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放物對(duì)環(huán)境的危害已成為國(guó)內(nèi)外內(nèi)燃機(jī)工作者的焦點(diǎn)。渦流室式柴油機(jī)由于其燃燒系統(tǒng)特有的低排放、低噪音、高速適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，因此在滿(mǎn)足排放要求方面，具有一定的優(yōu)越性。但與直噴式柴油機(jī)相比，也存在燃油消耗率高、起動(dòng)困難等缺點(diǎn)。如果能結(jié)合渦流室式柴油機(jī)和直噴式柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，研究出一種兼?zhèn)鋭?dòng)力性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好及排放低的直噴式柴油機(jī)渦流室燃燒系統(tǒng)，將具有十分重要的意義。本文主要研究如何利用渦

2、流室燃燒系統(tǒng)的強(qiáng)渦流，使其應(yīng)用于直噴式柴油機(jī)中，從而獲得快速均勻的混合氣來(lái)改善柴油機(jī)燃燒過(guò)程。 控制柴油機(jī)燃燒過(guò)程的首要因素是混合氣形成，而混合氣形成又取決于噴霧特性、噴油規(guī)律、氣缸內(nèi)空氣渦流運(yùn)動(dòng)和燃燒室形狀等。本文借助于FIRE軟件，對(duì)這種直噴式柴油機(jī)渦流室燃燒系統(tǒng)的壓縮、燃燒、膨脹過(guò)程進(jìn)行模擬，考察噴油提前角、渦流室形狀、噴油持續(xù)期等因素對(duì)混合氣形成、燃燒過(guò)程以及柴油機(jī)尾氣中的主要排放物NO<,x>和碳煙的影響。對(duì)于噴霧過(guò)程

3、，主要通過(guò)油滴在氣缸中的三維速度矢量圖來(lái)分析油滴的運(yùn)動(dòng)，由缸內(nèi)的燃油當(dāng)量比圖分析燃油的分布情況。對(duì)于燃燒過(guò)程，主要通過(guò)對(duì)不同燃燒室形狀和不同噴油提前角下的濃度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)分析來(lái)評(píng)價(jià)，并結(jié)合燃燒放熱率和燃燒累積放熱量來(lái)分析燃燒的是否充分，結(jié)合NO<,x>和碳煙質(zhì)量分?jǐn)?shù)益線(xiàn)分析燃燒的排放情況。 結(jié)果表明：通過(guò)模擬與實(shí)驗(yàn)比較，驗(yàn)證了用由FIRE軟件建立的質(zhì)量守恒方程、動(dòng)量守恒方程、能量守恒方程、化學(xué)組分守恒的數(shù)學(xué)模型是有