喷孔夹角对直喷汽油机混合气形成与燃烧特性的影响.pdf

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1、第42卷第1期2013年2月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTIONENG，INEANDMOTORCYCLEV01．42No．1Feb．2013喷孔夹角对直喷汽油机混合气形成与燃烧特性的影响‘石玲1刘建房1范君艳1范钱旺2(1一上海师范大学天华学院上海2018152一同济大学汽车学院)摘要：基于试验验证了喷雾模型和燃烧模型，采用CFD技术研究了喷孔夹角对直喷汽油机喷雾发展、混合气形成以及缸内燃烧特性的影响。研究结果表明，增加喷孔夹角，减小喷雾之间相互作用，有利于燃油雾化，改善了缸内混合气及缸内燃烧，提高了缸内压力和放热率。喷孔夹角大小的选择直接影响直喷汽油机缸内混合气质

2、量与燃烧优劣。关键词：直喷汽油机喷雾特性高速摄影数值模拟中图分类号：TK413．8+4文献标识码：A文章编号：1671—0630(2013)01—0051—05EffectofNozzleHoles7AngleontheMixturePreparationandCombustionCharacteristicsforDISIEngineSiftLin91-LiuJianfan91，FanJunyanl，FanQianwan921一TianhuaCollege，ShanghaiNormalUniversity(Shanghai，201815，China)2一SchoolofAutomobileS

3、tudies，Ton舀iUniversityAbstract：Thespraydevelopment，mixturepreparationandcombustioncharacteristicsinafour-strokedirectinjectionsparkignition(DISI)enginewithamulti-holeinjectorhavebeeninvestigatedbythecomputationalfluiddynamics(CFD)codes．Thesimulatedresultsshowthat，increasingnozzleholes7angle，theinter

4、actionamongspraysdecreased，andin—cylindermixturewereimproved；thein-cyhnderpressure，heatreleaserateandaccumulatedheatreleaseincreased．Thenozzleholes’angleshaveimportanteffectonthein—cylindermix-tureformationandcombustionquality．Keywords：DISIengine，Spraycharacteristics，Hish—speedphotography，Numericals

5、imulation引言直喷汽油机的喷雾特性是燃烧和排放优劣的关键因素之一¨1。因此，研究喷雾特性对发动机燃烧优化有着至关重要的作用。大量文献已经研究了柴油机与直喷汽油机喷油器喷雾特性【2。1以及发动机燃烧与排放特性【6镅1。其中，Brad等[91人对缸内直喷式汽油机在早喷模式下的燃油喷雾进行了数值模拟。Kim等¨引人基于STAR—CD软件研究了喷雾引导型缸内直喷汽油机的混合气形成和燃烧特性。范钱旺¨l，121等采用CFD技术研究了缸内直喷汽油机的缸内气流运动(湍流和滚流)、燃油喷射、雾化以及油气混合过程；此外，还研究了不同活塞顶直喷汽油机分层混合气形成过程以及燃烧特性。鉴于喷油器喷孔布置对直喷

6、汽油机喷雾及燃烧过程有着重要影响。因此，本文重点采用CFD技术分析了多孔喷油器喷孔夹角对直喷汽油机喷雾发展、混合气形成以及燃烧特性的影响。研究结果为优化喷油器+基金项目：上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金(THl0012)；上海市民办高校骨干教师科研项目。作者简介：石玲(1982一)，女，硕士，研究方向为发动机工作过程。52小型内燃机与摩托车第42卷喷孔布置提供参考。1计算模型及条件1．1发动机参数和模型结构模拟计算的发动机为四气门、燃油进气冲程缸内喷射的汽油机，缸径79mm，冲程78．8mm，火花塞中置，喷油器安装在两进气道之间下侧，喷油器为6孔电磁阀式GDI喷油器，喷油压力为10MP

7、a；计算不考虑进排气门重叠期，因此，计算的区间为30—540。CA(ATDC进气冲程)动网格，其中最多网格数大约640000，最少网格数约为230000(图1所示)。、▲·二一．_JhBD(：俐1汁辫倾’趔1．2计算模型和求解方法本文湍流模型选取k一孝一f模型¨3I，考虑到喷雾二次破碎，喷雾破碎(breakup)模型选取FIPA模型[13

8、；蒸发模型选取Dokwicz蒸发模型¨3

9、；碰壁模型选取了