LPG发动机三维燃烧模拟计算与试验研究

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1、浙江大学博士学位论文LPG发动机三维燃烧模拟计算与试验研究姓名：周重光申请学位级别：博士专业：动力机械及工程指导教师：严兆大20030501摘要遽羞能滚鞠巧绦呼声熬

2、薯盏增强，燃气(主要糖压缝天然气帮液化石濑气)汽车以其优良的排放和良好的经济性受到了空前重视，我国的燃气汽车的保商量也逐年上拜，燃气汽车懿研究和应用也髓之涤入牙聂。本论文黪主要磁突星东楚萃燃料LPG发动机的结构参数和运行参数对发动机性能的影响，以建立针对点燃式LPG发动机的三维燃烧模型，包括化学裁力学模型、点火模溅、清流燃烧模戳、撼放模型为主簧技术手段，并将燃烧模型计算结果和

3、采用稀氧传感器反馈控制的LPG实验发动机上实测数据相比较验证。以此为攒优化设计LPG发动机的运行参数，确僳LPG发动税具有较低的摊敷，良好的可靠褴和经济性。理论上以LPG发动机缸内三维燃烧模拟为主要内容，从化学动力学机理、湍流燃烧、确定计算静翻始条件三个方蠢着手，酋次将CHEMKIN韵处理详细化学视理的功能和STAR．CD处理湍流燃烧的长处相结合，成功地对点燃式LPG发动机进行缸内燃浇三维计算，取褥了较为满意豹结采。本文主骤特色及创新之处如下：i运鼹CHEMKIN对化学反应辍淫逶雩亍蓠纯静能力，罄次将敏感度分橱法耀予LPG在稀燃条件下化学

4、机理的简化，确定关键组分和主要反应，并把这个简化槛邂应震到S飘R．eD中逶行诗舞。2考虑化学反应和湍流的相互作用，建立了有别于普遍采用的簸于单步不可逆反应教混合瀵滚反应(嚼闽)速枣模型戆薮模型，帮多步反应溪合涟浚反应f时问)速率模型。在计算中还采用新颖的残余废气模型确定初始条件和先进的非结构化网格划分工具，以保{委计算的精确度。3首次建立点火式LPG发动机湍流场中的基于13函数的多区PDF三维NOx排放计算模型，对NOx生成区中湍流场中组分秘滠度的脉动性震进行分区描述，改变了以往ppdf方法只采用单一分布方式的缺点，得到了较好的预测精度，

5、并给出三维直观分布结果。4建立稀氧传感器反馈羧制的LPG发动机实验系统，礁确控制发动机的实验参数和工况，得到不同空燃比、不同点火提前角、不同燃料成分时发动枫的动力往麓和徉敞经能。关键词：LPG，三维计算，敏感性分析，简化机理，稀燃混合滚滚反应(辩闻)速率模型，§丞数，PDF，A歉STRAC墨Asthevoiceofenvironmentalprotectionandsavingenergybecomingmoreandmoreintensively,gas-vehiclereceivestheunprecedentedrecognitio

6、nbecauseofitslessemissionandmoreeconomical．TheresearchandutilizationofLPG-vehicledevelopquickly．Thepurposeofthisstudyistodevelopathree—dimensionalnumericalcalculationmodelforspark-ignitedpremixed—chargeLPGsinglefuelengine，whichincludeschemicalkineticssubmodel，ignitionsubm

7、odel，turbulentcombustionsubmodelandemissionssubmodel．Theconclusionsobtainedfromthisstudyprovideaprincipleguideforoptimumdesignofcombustionsystemandtoobtainsatisfyingcharacteristicsinemission，performanceandeconomyofLPGengineuponsuitablestructureandoperatingparameters，sucha

8、Scompressionratio，valvetimingandsparktiming．Witheffectiveworkinchemicalkineticsmechanism，turbulentcombustion，estimationoftheinitialandboundaryconditionsandthecombinationofthecomplexchemistrysolvertechnologyfromtheCHEMKINCollectionandtheflowsolvertechnologyofSTAR·CD，theSUC

9、CESSofthethree一盛meusionalnumericalcalculationiSfirstobtainedinspark—ignitedpremixed-chargeLPGsin