基于CFD耦合现象学碳烟模型研究温度对碳烟生成的影响

基于9步法现象学碳烟模型,根据4种情况考虑了碳烟表面氧化对碳烟数密度的影响,并将改进后的模型耦合到KIVA-3V Release 2程序中.应用该模型,对柴油在定容弹中不同初始温度(800、900和1,000,K)下的燃烧和碳烟生成进行了多维数值模拟,并通过对应的试验结果进行校准.结果表明:各工况下预测的碳烟生成过程与试验值能定性地吻合.随着初始温度降低,点火时刻推迟,燃烧持续期缩短,燃烧模式由扩散燃烧向预混燃烧转变,碳烟生成降低.低初始温度下,碳烟的生成和氧化机理均受到抑制,然而局部燃烧温度峰值的降低和高温区域的缩减并不明显,碳烟的降低主要由于高燃油当量比区域的缩减.

车用汽油机瞬变过程性能检测与分析

基于动态压力实测与数值模拟相结合的方法,对一台乘用车汽油机瞬变过程进行连续检测,得出汽油机瞬变工况下多项运行参数与性能参数的变化规律,在此基础上剖析了诸多参数的内在联系。研究结果表明:高压循环平均指示压力(IMEP)和净平均指示压力(NMEP)在低负荷时稳定性较好,在高负荷时由于过量空气系数和点火提前角控制不准而产生较大波动;PMEP在低负荷时比较稳定,此时主要由排气与进气压力差决定;在高负荷时,泵气平均有效压力(PMEP)远大于排气与进气压力差并呈现波动变化;高负荷时,缸内残余废气系数(RGF)主要由进气压力决定,进排气阀可变气门正时(VVT)的影响很小;高压循环热效率在高负荷时波动明显,其峰值出现在低负荷,这主要受点火提前角的影响。

当量比对柴油直喷点燃燃烧的影响

在小型航空领域航空重油点燃式活塞发动机受到越来越多的关注。航空重油指的是航空煤油或者轻质柴油,相比汽油燃料在使用和储存上都更安全。而柴油燃料更适合应用在陆地上的小型航空发动机中。本文采用数值模拟研究去评估汽油直喷点燃转换到柴油直喷点燃的可能性。其中柴油采用原有的汽油直喷系统直接喷入气缸并通过火花点燃。在模拟中,计算模型通过一台汽油直喷发动机的实验数据进行标定,并验证了模型的有效性。进而,在验证模型的基础上,研究了柴油直喷点燃燃烧特性。研究结果表明,柴油直喷点燃燃烧过程比汽油慢,并且柴油在点燃燃烧中的爆震倾向更高。对当量比从0.6到1.4的柴油/空气混合气,当量比为1.2和1.0时的燃烧压力更高,燃烧速率更快,但当量比为1.0的爆震可能性更高。综合来看,柴油燃料在发动机中的点燃燃烧采用浓混合气能获得更好的燃烧性能。