双火花塞对改善大EGR率CNG发动机性能的仿真研究.pdf

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1、·基础研究·双火花塞对改善大EGR率CNG发动机性能的仿真研究★李垂孝朱昌吉李君(吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，长春130025)【摘要】以CNG发动机为研究对象，利用AVL—FIRE软件模拟单、双火花塞不同点火策略对发动机燃烧过程及性能的影响。结果表明，在转速为2840r／min、75％负荷、25％EGR率、当量比燃烧的条件下，单火花塞点火的最佳点火正时为上止点前650，双火花塞最佳点火正时同步点火为上止点前55。，双火花塞最佳点火正时异步点火分别为上止点前550～600；在最佳点火性能下，双

2、火花塞点火的燃烧持续期比单火花塞缩短20。．指示功率高2kW，指示燃油消耗率提高8％。主题词：CNG发动机双火花塞EGR率当量比燃烧中图分类号：U464．174文献标识码：A文章编号：1000—3703(2016)07—0030—07SimulationResearchonImprovementofCNGEnginePerformanceunderHighEGRRatewithDoubleSparkPlugsLiChuixiao，ZhuChangji，LiJun(StateKeyLabofAutomob

3、ileSimulation&Contr01．JilinUniversity．Changchun130025)【Abstract】Inthisresearch，weuseAVL—FIREsoftwaretosimulatedifferentignitionstrategies(singleanddoublesparkplugignition)forresearchcombustionprocessandperformanceofCNGengine．Resultsoftheresearchshowthata

4、tthespeedof2840r／min，75％loadand25％EGRrate，stoichiometriccombustionconditions，theoptimumignitiontimingofthesinglesparkplugis65。BTDC(beforetopdeadcenter)，doubleignitionsparkplugis55。BTDC，theoptimumignitionasynchronousignitionofdoublesparkplugis55。-60。BTDC；

5、Undertheoptimumignitionperformance，ignitioncombustiondurationofdoublesparkplugisshortened20。thansinglesparkplug，indicatedpowerimprovedby2kW，indicatedspecificfuelconsumptionincreasedby8％．Keywords：CNGengine，Doublesparkplugs，EGRrate，Stoichiometriccombustion

6、1前言目前，国外低排放、大排量天然气发动机为了达到要求，采用当量比+EGR+TWC的技术路线，由于使用当量比燃烧且CNG燃料本身的火焰传播速度慢会使得发动机的热负荷增加，爆震趋势增强u’“。需要通人大EGR率以降低爆震和控制热负荷。高EGR率会使得缸内的火焰传播速度进一步降低，使得整机的经济性变差，热效率降低13、“。国外研究者的研究成果”“01表明，双火花塞点火可以提高工质燃烧速度，使发动机实际循环更加接近理论循环曲线，在部分负荷允许通人大EGR率(拓宽燃烧界限)，可以有效地降低爆震的发生等。近年来，

7、国内的研究者们⋯。”针对双火花塞技术在汽油发动机上对火花塞位置布置、联合可变配气系统、稀薄燃烧等方面进行了相关仿真和试验研究。本文以采用当量比+EGR+Twc技术路线的大排量天然气发动机为研究对象，仿真研究双火花塞快速燃烧技术对其性能的改善。2CNG发动机模型建立及校验2．1CNG发动机参数研究所用的发动机是由CA4102汽油机开发的单一燃料CNG发动机，其主要参数见表1。}基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2008AAllAl67)。通讯作者：朱昌吉，男，教授，E-mail：zh

8、ucjqlu．edu．en。汽车技术·基础研究·表1CNG发动机参数机型CA4SH-E3压缩比ll连杆长度／mm203缸径×行程／mmxmm101．6xll4．3额定功率／kW78．7额定转速／r-rain。3200排量，L3．7l吸气方式涡轮增压增压器型号霍尼韦尔TB28增压比1．82．2几何建模及网格划分该CNG发动机燃烧室由许多不规则、形状复杂的空间曲面组成，为浴盆型燃烧室。CAD建模过程先是采用树脂浇铸燃烧室阳膜，然后扫描出阳膜点云