高功率密度OPOC柴油機噴霧-燃燒過程與噴射策略研究.pdf

1、對置活塞對置氣缸（OPOC）柴油機，集合了對置活塞、對置氣缸這兩款發(fā)動機結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，其動力優(yōu)點在于輕量化、高單位質(zhì)量功率、高單位體積功率。但由于OPOC柴油機僅能組織弱進氣渦流，缸內(nèi)湍動能很弱，燃油混合氣形成質(zhì)量較差，使OPOC柴油機燃燒不充分。為充分利用燃油噴射引起的缸內(nèi)湍動能，促進燃油的霧化以及燃油混合氣的良好形成，進一步提高其燃燒性能及動力性能，展開柴油機的噴射策略研究，深入探究燃燒系統(tǒng)參數(shù)之間的匹配，推進OPOC柴油機應(yīng)用價值

2、的實現(xiàn)。
　　本文對OPOC柴油機進行了側(cè)向噴油和燃燒過程的瞬態(tài)數(shù)值模擬計算，深入研究了OPOC柴油機噴油策略以及噴霧燃燒過程，為現(xiàn)有的OPOC柴油機噴油器噴孔布置的設(shè)計與改進提供理論參考。完成工作與研究成果主要包括：
　　1）分析OPOC柴油機缸內(nèi)噴油與燃燒過程存在的復(fù)雜缸內(nèi)介質(zhì)流動與混合的物理過程以及燃油混合氣燃燒的化學(xué)過程，根據(jù)其側(cè)置噴油特點，確定適合于OPOC柴油機缸內(nèi)復(fù)雜流動與燃燒數(shù)值模擬的各氣相、液相以及燃燒模型

3、。以進氣端活塞頂面、排氣端活塞頂面以及缸套區(qū)域建立幾何模型，依據(jù)常規(guī)發(fā)動機工作原理，結(jié)合OPOC發(fā)動機雙活塞工作過程確定計算初始時刻及各區(qū)域的等效溫度以及缸內(nèi)壓力和溫度分析邊界條件。采用離散求解方法，借助三維瞬態(tài)模擬軟件AVLFIRE平臺，分析研究噴油燃燒計算模型，通過調(diào)整模型參數(shù)，將缸內(nèi)壓力模擬分析結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)的對比分析，確定正確的OPOC柴油機噴油與燃燒計算模型，驗證研究方法的可行性。
　　2)分析不同噴油方案下，氣流運動形

4、式、湍動能分布、燃油濃度分布等情況，研究了不同噴油方案對于OPOC柴油機混合氣形成質(zhì)量和燃燒性能的影響。結(jié)果表明，不同噴油方案下，燃油濃度分布差異很大，產(chǎn)生不同的燃燒效果。
　　3）分析不同噴油方案具有的燃油混合氣形成以及燃燒組織方面的優(yōu)勢，改進原噴油方案的噴孔布置，充分利用噴射作用下缸內(nèi)氣流運動的變化，促進燃油與燃燒室內(nèi)空氣的良好混合，使燃油混合氣盡可能的完全且快速燃燒，提高了整機的平均有效壓力，即增強了動力性。
　　4）