基于FIRE的PFI氫發(fā)動機(jī)噴氫時刻及噴孔位置的模擬研究.pdf

1、氫氣具有燃燒速度快、著火界限寬、點火能量低等特點，因此成為新能源研究的一個熱門。同時氫發(fā)動機(jī)依然面臨著很多的問題，比如容易出現(xiàn)回火、早燃、爆燃等異常燃燒現(xiàn)象。由于混合氣形成的結(jié)果對發(fā)動機(jī)是否發(fā)生異常燃燒起著重要的作用，且混合氣形成質(zhì)量的好壞直接影響燃燒質(zhì)量與排放，因此把握氫內(nèi)燃機(jī)的混合氣形成規(guī)律、并通過改變不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和運轉(zhuǎn)參數(shù)優(yōu)化混合氣的形成過程十分重要。
　　本研究使用了 AVL-Fire軟件來進(jìn)行模擬計算，以嘉陵 JH600

2、發(fā)動機(jī)為原型，使用 Pro/E軟件建立了三維仿真模型，導(dǎo)入 Fire軟件中進(jìn)行數(shù)值模擬的計算。通過選取不同的噴氫時刻和噴孔位置，對怠速（1000r/min）、最大扭矩轉(zhuǎn)速（4500r/min）、最大功率轉(zhuǎn)速（6000r/min）三種轉(zhuǎn)速下的發(fā)動機(jī)噴氫及燃燒過程進(jìn)行模擬計算，基于對混合氣形成和燃燒過程的模擬，根據(jù)獲得的發(fā)動機(jī)缸內(nèi)參數(shù)的分布規(guī)律，從混合氣的均勻性和抑制異常燃燒的角度對發(fā)動機(jī)混合氣的形成質(zhì)量進(jìn)行合理評價；根據(jù)點火后缸內(nèi)的壓力、

3、溫度以及 NO質(zhì)量分?jǐn)?shù)的曲線對發(fā)動機(jī)的燃燒特性進(jìn)行分析。
　　研究表明：噴氫時刻過早，缸內(nèi)的混合氣均勻性較差；噴氫時刻過晚，缸內(nèi)的混合氣濃度較低；在噴氫時刻為414°CA時，發(fā)動機(jī)的混合氣質(zhì)量較優(yōu)。同時通過對噴孔位置的研究表明，噴孔位置離氣缸過遠(yuǎn)，會導(dǎo)致進(jìn)氣道內(nèi)氫氣殘余量增加，不利于缸內(nèi)的燃燒，而且高湍動能的混合氣距離排氣門較近，容易發(fā)生早燃的現(xiàn)象。因此可以得知，在噴孔為鼻梁位置、噴氫時刻為414°CA時，發(fā)動機(jī)的混合氣質(zhì)量和燃燒