喷雾-壁面复合引导LPG直喷发动机混合气形成过程的数值解析

利用液化石油气(LPG)优良的燃料特性,提出了一种新的喷雾-壁面复合引导燃烧系统.由激光诱导荧光法(PLIF)验证了计算模型准确性后,使用Fire V2011软件,对复合引导燃烧系统喷油器安装位置、燃料喷射方向和活塞凹坑形状等参数进行了优化,并确定了燃烧系统参数.最后数值解析了典型的部分负荷工况(2,000,r/min)喷雾-壁面复合引导LPG直喷发动机分层混合气的形成过程.结果表明:采用压缩冲程后期(40°,CA BTDC)喷射,在接近点火时刻(20°,CA BTDC)时从3孔喷油器的上部2孔喷出的LPG喷雾和下部1孔喷入燃烧室凹坑,在卷吸涡作用下引导至火花塞电极附近的LPG喷雾将交织在一起,在火花塞电极附近形成稳定的混合气分层构造;而整个燃烧室的空然比达60以上.

喷雾-壁面复合引导直喷汽油机燃烧过程的数值解析

采用分层稀薄燃烧技术的缸内直喷汽油机因其显著的节油效果,成为当前研究的热点。缸内直喷汽油机实现分层稀薄燃烧的主要问题在于混合气浓度场分布不合理造成局部燃烧恶化进而影响发动机的燃烧效率和排放水平。因此本文采用本课题组提出的喷雾-壁面复合引导燃烧系统,使用AVL-FIRE软件对直喷汽油机的分层稀薄燃烧过程进行了数值解析。结果表明:部分负荷工况下喷射提前角在40°CA BTDC时,在20°CA BTDC缸内可形成较好的分层混合气;在696°CA点火放热率峰值最大,而CO和NO的排放随着点火提前角的减小而减小。

复合引导二冲程直喷汽油机混合气形成的解析

提出了一种适用于二冲程直喷汽油机的喷雾-壁面复合引导燃烧系统,采用光学纹影法验证了计算方法可行,使用Fire2011数值解析部分负荷工况下分层混合气的形成过程。结果表明:在部分负荷工况下,不同喷射时刻与喷射持续时间内,接近点火时刻(BTDC 20°CA)时从四孔喷油器喷出的汽油喷束,在活塞凹坑的卷吸涡及进气涡流的作用下,会形成稳定的分层混合气构造,其整个燃烧室空燃比达到40∶1以上。