CH4喷射参数对缸内分层及燃烧过程的模拟研究.pdf

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1、第46卷第3期小型内燃机与车辆技术2017年6月SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDVEHICLETECHNIQUEV01．46No．3Jun．2017·研究·开发·CH4喷射参数对缸内分层及燃烧过程的模拟研究木张韦朱明吴伟陈朝辉陈贵升(昆明理工大学云南省内燃机重点实验室云南昆明650500)摘要：利用BOOST软件构建一维仿真模型得到边界的温度与压力，将其作为CFD软件的初始和边界条件，在螺旋气道各区的角平分线中心设置喷嘴，研究CH4分层的影响因素及分层特性。计算结果表明：螺旋气道左上区中心喷射CH4能形成环形分布；喷射位置对缸内分层的影

2、响最大，喷射压力最小；与均质混合相比，CH4环形分布的Soot、CO、HC实现超低排放，但NO，较高。关键词：螺旋气道缸内分层环形分布中图分类号：TK421文献标识码：A文章编号：2095—8234(2017)03—0001—07StudyonEffectofCH4InjectionParametersonT●●1一■J●埘■●1一■J●一ln—CVlinderStratinCanonandC0mbUSU0nProcessZhangWei，ZhuMing，WuWei，ChenZhaohui，ChenGuishengYunnankeyLaboratoryofIntern

3、alCombustionEngine，KunmingUniversityofScienceandTechnology(Kunming，Yunnan，650500，China)Abstract：One—dimensionalsimulationmodelwasestablishedusingAVLBOOST，thenthepressureandtemperaturecurvewereobtainedandusedastheCFDinitialandboundaryconditions．CH4iniectorsweresetupincenterofangularbisec

4、torineachareaofcross—sectioninhelicalportandfactorsinCH4stratifi—cationandstratifiedcombustioncharacteristicwereinvestigated．Resultsshowthatthegasinjectedfromupperleftwillformaringaroundthecenterofthecylinderstratification．Theinjectionpositionhasthegreatesteffectonthein—cylinderstratifi

5、cation，whiletheinjectionpressurehasthesmallesi．Also，Soot，COandHCofCH4annularstratificationareultra—lowemissions，N晓ishigher，respectively，ofthecounter-partsofuniformintakemixing．Keywords：Helicalport；In-cylinderstratification；Annulardistribution引言发动机的高效低排放运行，核心在于使燃料在缸内充分燃烧，提高燃料燃烧效率【11。分层燃烧

6、可以提高燃烧效率[21，分层燃烧需要气体在缸内形成良好的气体分层【3】。在双气道上(螺旋、切向)可以通过控制喷气嘴在气道内的位置141以及喷气时刻阎来控制喷人气体在缸内的分布，也可以在进气道上加分隔板旧或引导装置同将特定气体引导到缸内特定位置；或者改变燃烧室形状【8j来实现缸内气体分层的目的。目前对于分层的研究191，主要集中对温度分层【j0】、燃油浓度分层【n吸EGR气体分层【121。对于在气道设置喷嘴的参数以及分层对发动机性能的研究相对较少。构建带有喷气嘴的进气道及燃烧室的三维实体模型，通过CFD计算，对缸内气体流动与进气位置进行分析，可以为缸内气体分层提供一定的

7、理论基础。本文以带有螺旋、切向双进气道的D19型共轨柴油机作为研究对象，利用一维仿真软件BOOST构建发动机模型，通过一维仿真得到进气歧管内的压力、温度变化曲线，以及气缸内的初始压力及温度，+基金项目：国家自然科学基金资助项目(51665023)，云南省科技厅资助项目(2014FBl28)，云南省教育厅资助项目(20152033o作者简介：张韦(1979一)，男，博士后，副教授，主要从事内燃机燃烧和排放控制研究。2小型内燃机与车辆技术第46卷作为三维数值模拟初始与边界条件。通过CAD软件构建气道、气门、燃烧室几何模型，并将螺旋气道的进气截面平均划分为