气门升程对可控自燃汽油机混合及着火过程的影响研究

利用可变气门机构可以将燃烧废气保留在缸内,从而实现稳定的汽油机可控自燃燃烧。利用K IVA软件研究了相同发动机转速和气门定时下,不同气门升程下的缸内混合及着火过程。研究结果表明,大气门升程下的进气射流速度和湍动能较高,缸内废气和温度分布更加均匀。在进气及压缩过程初期,缸内温度分布与废气分布一致,但在接近上止点处时,受混合气低温自燃放热的影响,温度分布与废气分布的相关度降低。着火前缸内高温区域主要分布在燃烧室中心,大气门升程下的高温区域多,更有利于着火和燃烧过程。

基于废气管理的汽油机缸内温度不均匀分布对自燃着火的影响

基于废气-负荷控制策略的汽油机HCCI燃烧,利用排气门管理内部残余废气率,控制发动机负荷,进气门升程和相位调节缸内状态,控制着火和优化燃烧相位。本文利用KIVA对全可变气门机构单缸机进行CFD仿真,研究缸内温度、残余废气分布特征,以及温度、废气不均匀分布对着火的影响。结果表明,采用废气-负荷控制策略,改变进气门相位和升程可以调节缸内温度和残余废气的不均匀分布。随着内部残余废气率增大,进气门对缸内温度和废气率分布不均匀度的调控能力增强。大废气率条件下,温度和废气率不均匀度对着火时刻调节作用较明显,可以实现10°曲轴转角的有效调节;小废气率条件下,由于缸内温度和废气不均匀分布差别较小,其对于着火时刻的调节作用表现得不明显。