為探索分段噴油策略對(duì)汽油/加氫催化生物柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的影響,本文采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)程序?qū)ζ涓變?nèi)燃燒過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。分別探討了預(yù)噴射定時(shí)、主噴射定時(shí)和預(yù)噴射燃油質(zhì)量比等噴射策略特性參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)額定工況下燃燒和NO_x排放的影響,計(jì)算時(shí)采用的汽油/加氫催化生物柴油質(zhì)量比為70%∶30%。結(jié)果表明:相比單次噴射,采用分段噴射方式能使最高壓力升高率明顯下降,從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行下的燃燒粗暴問(wèn)題;提前預(yù)噴射定時(shí)使得預(yù)混合燃燒階段的放熱速率下降,但過(guò)早的預(yù)噴射會(huì)導(dǎo)致HC排放升高;降低預(yù)噴射質(zhì)量比和延遲主噴射定時(shí),缸內(nèi)預(yù)混合燃燒放熱率、最高壓力升高率和NO_x排放有所下降,但是燃油經(jīng)濟(jì)性會(huì)有所惡化。綜合考慮噴射策略對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能和排放的影響,預(yù)/主噴射定時(shí)和預(yù)噴射質(zhì)量比分別設(shè)定為-60°CA～-20°CA ATDC、-10°CA～-6°CA ATDC和5%～15%較為適宜。

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圖1上止點(diǎn)時(shí)的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)

模擬計(jì)算的對(duì)象是一臺(tái)進(jìn)行汽油直噴壓燃試驗(yàn)的高速柴油機(jī),該機(jī)缸徑114mm,行程130mm,標(biāo)定轉(zhuǎn)速1500r/min,標(biāo)定功率為13.25kW。為了節(jié)省計(jì)算時(shí)間和資源,只建立了1/7氣缸模型,計(jì)算噴嘴的一個(gè)噴孔所對(duì)應(yīng)的氣缸空間。缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)網(wǎng)格由發(fā)動(dòng)機(jī)模擬環(huán)境工具自動(dòng)生成氣....

圖2試驗(yàn)和模擬的壓力、放熱率和壓力升高率數(shù)據(jù)對(duì)比

為驗(yàn)證模型的可信性,采用汽油/加氫催化生物柴油混合燃料的可視化試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)噴霧模型進(jìn)行了驗(yàn)證和參數(shù)標(biāo)定。并利用汽油/加氫催化生物柴油直噴壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)在中等負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)燃燒模型進(jìn)行了驗(yàn)證。圖2給出了指示平均壓力為0.8MPa工況時(shí),缸內(nèi)壓力、放熱率和壓力升高率的模擬結(jié)果....

圖3單次噴射的缸內(nèi)壓力、放熱率和壓力升高率

單次噴射下,預(yù)混合燃燒的放熱率非常高,導(dǎo)致缸內(nèi)壓力和壓力升高率的峰值也很高。這是因?yàn)楸疚牟捎昧似驼贾鲗?dǎo)成分的混合燃料,其化學(xué)反應(yīng)活性較低,使滯燃期延長(zhǎng),而且汽油噴霧的擴(kuò)散特性更強(qiáng),使得滯燃期內(nèi)形成的可燃混合氣量增減,從而產(chǎn)生了很高的預(yù)混合燃燒放熱率。推遲噴射定時(shí)可以一定程度上抑....

圖4不同預(yù)噴射定時(shí)下的缸內(nèi)壓力、放熱率和壓力升高率

對(duì)不同預(yù)噴射定時(shí)的噴射策略進(jìn)行的計(jì)算,采用的預(yù)噴射燃油質(zhì)量比為10%、主噴射定時(shí)為-2°CAATDC。圖4為不同預(yù)噴射定時(shí)條件下缸內(nèi)壓力、放熱率和壓力升高率的對(duì)比。對(duì)比圖3數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),燃油分段噴射使預(yù)混合燃燒的放熱率峰值顯著下降,實(shí)現(xiàn)了預(yù)期效果。當(dāng)預(yù)噴射定時(shí)為-20°CAA....

本文編號(hào)：3916708