預(yù)混合低溫燃燒模式下燃油噴霧與燃燒室空間匹配優(yōu)化研究.pdf

1、提高油氣混合質(zhì)量是柴油機(jī)節(jié)能環(huán)保的關(guān)鍵，而在備受關(guān)注的預(yù)混合低溫燃燒模式下其重要性尤甚。與傳統(tǒng)燃燒模式相比，預(yù)混合低溫燃燒的噴射正時(shí)、燃油束空間分布以及缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)特性均發(fā)生改變，因此，在該燃燒模式下的油氣混合機(jī)理需進(jìn)一步探明。本文以小缸徑輕型車用柴油機(jī)為研究對(duì)象，針對(duì)其燃燒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、均質(zhì)混合氣制備和燃燒過程組織困難的特點(diǎn)，在預(yù)混合低溫燃燒模式下，圍繞均質(zhì)混合氣的制備與碳煙排放控制，對(duì)燃油束空間分布與燃燒室結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響及其匹配進(jìn)行

2、了數(shù)值模擬研究，為進(jìn)一步優(yōu)化輕型車用柴油機(jī)預(yù)混合低溫燃燒技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。
　　本文在預(yù)混合低溫燃燒模式下，對(duì)噴霧錐角與油嘴伸出高度對(duì)缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)與油氣混合過程的影響進(jìn)行了研究。研究表明，預(yù)混合低溫燃燒模式下由于噴射正時(shí)的提前，需對(duì)噴霧錐角以及油嘴伸出高度進(jìn)行重新匹配設(shè)計(jì)，使得燃油分布特征為:一部分燃油分布于余隙內(nèi)，但該部分燃油不會(huì)造成燃油濕壁現(xiàn)象，而另一部分燃油則分布在燃燒室凹坑內(nèi)部。該分布特征可充分利用余隙與燃燒室凹坑內(nèi)的氣流

3、運(yùn)動(dòng)，提高油氣混合質(zhì)量，降低碳煙排放。
　　燃燒室形狀能夠強(qiáng)烈影響缸內(nèi)的氣流運(yùn)動(dòng)因而對(duì)油氣混合分布起著極其重要的作用。與傳統(tǒng)燃燒模式相比，預(yù)混合燃燒模式下燃油噴射期內(nèi)的氣流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較弱，為增強(qiáng)此時(shí)缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)燃燒室結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。本文設(shè)計(jì)了一種新型小凸臺(tái)燃燒室概念，并與其他三種特征燃燒室進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明，小凸臺(tái)燃燒室在氣流運(yùn)動(dòng)特性、油氣混合與排放性能等方面均具有較大優(yōu)勢(shì)，在早噴射條件下可強(qiáng)化油氣混合。在所設(shè)計(jì)的小凸

4、臺(tái)燃燒室形狀基礎(chǔ)上對(duì)其幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，研究表明，小凸臺(tái)燃燒室宜采用較小縮口型式以提高缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。在小缸徑的車用柴油機(jī)中，存在一個(gè)最佳的徑深比值，即在保持壓縮比不變的條件下，不宜采用較大口徑的燃燒室，相比而言，合適口徑且相對(duì)較深的燃燒室的缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)速度與運(yùn)動(dòng)方向都較為優(yōu)越。
　　應(yīng)用正交設(shè)計(jì)法進(jìn)行多參數(shù)優(yōu)化，結(jié)果表明，各因素對(duì)Soot影響的主次順序，由大至小依次為噴霧錐角＞縮口比＞渦流比＞徑深比＞伸出高度，并通過對(duì)上