LNG发动机缸内气体流动及其对燃烧过程影响的数值分析.pdf

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1、第39卷第1期2010年2月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．39No．1Feb．2010·设计·计算·LNG发动机缸内气体流动及其对燃烧过程影响的数值分析‘吴端国1罗福强1李静波2邹博文2(1一江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江2120132一中国汽车工程研究院)摘要：应用STAR—CD软件对缸内直喷LNG发动机建立工作过程的计算模型，分析了缸内流场的运动及对发动机燃烧过程的影响。模拟结果表明：进气过程所产生的涡流运动能够维持到压缩上止点附近，压缩行程后期缸内的滚流破裂成众多小尺度的涡，湍流强度

2、增大，可以提高火焰传播速率；压缩冲程接近终了时，缸内混合气呈明显分层现象，在火花塞及12qG喷嘴附近聚集较浓的可燃混合气，利于实现天然气发动机的稀薄燃烧。关键词：LNG发动机气流运动燃烧过程中图分类号：TK433文献标识码：A文章编号：1671—063012010)02—0031一04NumericalAnalysisoftheAirflowMotioninCylinderanditsInfluenceontheCombustionProcessforLNGEngineWuDuangu01，LuoFuqian91，LiJingb02，ZoBowen21一SchoolofA

3、utomobileandTrafficEngineering，JiangsuUniversity(Zhenjiang，Jiangsu，212013，China)2一ChineseAutomobileResearchInstituteAbstract：InthispaperanumericMsimulationofcombustionprocessforaGDILNGengineiscarriedoutbyusingthecommercialcomputationalfluiddynamicssoftwareSTAR—CD．Theairflowmotionincylinde

4、randitsinfluenceonthecombustionprocessforenginewereanalyzed．TheresultsofthenumericalsimulationshowthatthevonexflowformedduringtheintakeprocesscanbemaintainedtoTDC，thelargescaleturbulencebreaksupintoverysmallscalevortexflowduringtheterminalcompressionstroke，theturbulenceintensityin—creases

5、，itcanincreasethespeedoftheflamespreading．Attheendofcompressionstroke，themixtureincylinderWasstratifiedandthedenserignitablemixtureWasconcentratedaroundthesparkplugandtheLNGnozzleundertheactionofthelongitudinalintakevortex，thusleanburningofthenaturalgascouldbereal—ized．Keywords：LNGengine，

6、Airflowmotion，Combustionprocess引言石油是一种不可再生的资源，世界石油资源短缺和环境污染已是人类当今面临的迫切问题之一。而天然气具有资源丰富，燃烧排放污染低，价格便宜等优点，目前，天然气汽车已受到各国政府的普遍重视。如何逐步改变汽车能源结构，开发和寻找污染较少、经济便宜的车用替代燃料已成为当务之急。而天然气作为发动机燃料在降低排放和节能等方面具有很强的优势。目前，我国在有条件的大、中城市已经开始发展天然气汽车。因此，研究开发天然气发动机具有广阔的·基金项目：“国家863”资助项目(项目编号：2006AAIlAl阱)。作者简介：吴端国(1982

7、一)，男，硕士研究生，研究方向为发动机工作过程研究。32小型内燃机与摩托车第39卷前景⋯。本文采用STAR—CD软件对一四气门四缸汽油机改装成的缸内直喷式LNG发动机的燃烧工作过程进行了三维数值模拟，主要对缸内气流运动及其对发动机燃烧过程的影响作了分析。旨在为发动机的设计、改进提供理论指导。1计算模型的建立及边界条件1．1模型建立LNG发动机的工作过程包括气体交换过程、压缩过程、燃烧过程、膨胀过程和排放物生成过程。因此LNG发动机工作过程数值模拟的计算区域包括进、排气道和燃烧室部分心J。燃烧室部分的计算域是随进气门、排气门及活