甲醇直噴發(fā)動機混合氣形成及燃燒過程的研究.pdf

1、組織混合氣合理分層、實現(xiàn)甲醇的穩(wěn)定點火是甲醇直噴分層燃燒發(fā)動機必須要解決的問題。 本文基于STAR-CD三維數(shù)值模擬軟件，根據(jù)甲醇的物化特性及組織混合氣合理分層的需要，在一臺485柴油發(fā)動機的基礎(chǔ)上重新設(shè)計了燃燒室。為了實現(xiàn)甲醇的合理分層、穩(wěn)定點火和高效燃燒，首先，對不組織進氣流動時缸內(nèi)氣流運動進行了深入分析，并研究了不同初始氣流對缸內(nèi)氣流運動的影響；其次，根據(jù)混合氣合理分層的需要，確定了噴嘴的位置，研究了噴醇參數(shù)和初始滾流比對

2、混合氣形成過程的影響；最后，依據(jù)實現(xiàn)穩(wěn)定點火的三要素，選定了點火位置，并分析了轉(zhuǎn)速對點火位置處當(dāng)量比濃度和速度平均值的影響，研究了噴醇提前角、點火提前角不同時的甲醇燃燒特性和NOx排放特性，制訂了不同負荷時的噴醇策略。主要取得了如下研究成果： 1）不組織進氣渦流時，由于擠流的作用，在燃燒室入口處形成了一個沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)的縱向渦流區(qū)，這個渦流區(qū)的范圍在活塞向上移動的過程中逐漸增大，渦流區(qū)的中心同時向燃燒室中心移動；初始滾流對這個

3、渦流區(qū)有加強作用，當(dāng)初始滾流比為1.0時，渦的范圍幾乎擴大一倍，占滿了整個燃燒室； 2）通過噴霧與缸內(nèi)氣流運動的合理匹配，可以使混合氣在燃燒室中合理分層，形成混合氣濃度和氣流運動都比較合適的穩(wěn)定點火區(qū)； 3）按照制訂的噴醇策略，小負荷時，在燃燒過程開始之前，噴醇過程已基本結(jié)束，主要進行預(yù)混合燃燒，燃燒持續(xù)期很短；大負荷時，在燃燒過程開始之前，僅有一半左右的甲醇噴入缸內(nèi)，這部分甲醇以預(yù)混合方式燃燒，之后，燃燒過程主要由噴霧