喷油提前角对柴油机燃烧特性的影响分析.pdf

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1、第3期2017年6月内燃机IntemalCombustionEnginesNo．3Jun．2017喷油提前角对柴油机燃烧特性的影响分析杨海涛，续彦芳，畅志明，李树字(中北大学机械与动力工程学院，山西太原030051)摘要：应用三维流体数值分析软件AVLFIRE，建立了柴油机燃烧计算模型，研究了喷油提前角对压力、温度、速度场和放热率的影响及对N0x和炭烟生成的影响。仿真结果表明，随着喷油提前角的增大，缸内最高燃烧压力和温度不断升高，燃烧初期的放热速率比较高，放热规律相对集中，N0x生成增加，炭烟生成减少。该研究对柴油机喷油参数的

2、优化，具有理论指导意义。关键词：柴油机；喷油提前角；速度场；燃烧中图分类号：TK411文献标识码：B文章编号：1000一6494(2017)03—0050一04InnuenceofDieselFuelInjectionAdVanceAngleonCombustionCharacteristicYANGHaitao，XUYanfang，CHANGZhiming，LIShuyu(NonhUniversityofChina，Taiyuan030051)AbstnKt：Three—dimensionalnuidnownumerical

3、analvsissoftwareAVLFIREisusedtoestablishamodel0fdieselenginecombustioncalculation．Thee蠡FectofFuelinjectionadvanceAngleonpressure，temperature，velocity6eld，heatreleasemteaJldfoHnationofN0xands00twasinvestigated．Thesimulationresultsshowthat：withtheincreaseoffuelinjecti

4、onadvanceande，themaximumcylinderpressureandtemperatureincrease，theheatreleasemteishigheratinitialcombustion，theheatreleaseraterelatiVelyconcentIates，NOxgenerationincreasesaJlds00tgenerationdecreases．ThestudyhasatheoreticalgIlidancemeaJlingfor叩timizingdieselen西nefuel

5、injectorp黝eters．Keywords：dieselengine；fuelirljectionadvanceangle；velocityfield；combustion0前言目前，柴油机以其转速高、体积小、动力性能高等优势被广泛应用于车辆、工程机械、电站、铁路、轮船、飞机等各个领域。随着工程技术的发展和仿真技术的成熟，以及面临日益严重的能源短缺和环境污染等问题，对柴油机燃烧效率、排放性能提出了更高的要求。因此研究柴油机燃烧过程具有重要的现实意义和工程价值，其中喷油提前角是影响柴油机缸内燃烧的主要因素之一。喷油提前角的

6、过大或过小都会对柴油机的正常工作产生重要影响”'21，因此对喷油提前角的模拟仿真理论具有指导意义。我们利用三维CFD软件AVLnRE，建立了某作者简介：杨海涛(199l一)，男，山西大同人，硕士研究生，目前从事动力机械性能与增压技术研究。收稿日期：2017一03—08柴油机分析模型，分析了从进气门关闭(540℃A)到排气门打开(800℃A)的过程，对柴油机缸内不同喷油提前角的燃烧过程进行仿真分析，为优化喷油策略提供了依据。1模型的建立和验证1．1建立仿真模型该柴油机的主要几何参数见表1，在三维机械设计软件S01idWorks中

7、建立该柴油机的三维实体模型，考虑到柴油机燃烧室的轴对称性结构，为减少计算时间，只取燃烧室的1／6模型，保存为sTL格式的文件，将sTL格式的燃烧室模型导入FIRE软件中，通过FEM自动划分网格工具划分体网格，并通过enlarge工具拉伸体网格，得到下至点的计算网格模型。见图1、图2，在下止点时的节点总数为625980，单元总数为48400。1．2边界条件的确定第3期杨海涛，等：喷油提前角对柴油机燃烧特性的影响分析表1柴油机的基本几何参数◆、图1上止点时的计算网格模型图2下止点时的计算网格模型边界条件对燃烧仿真的影响很大，准确的

8、设置有助于求解的进行，其中边界条件包括速度边界条件和温度边界条件。温度边界采用恒温边界，分别取缸盖底部温度、气缸壁温度、活塞顶部温度为550K，480K，575K，速度边界条件设为气缸盖和气缸壁静止壁面的速度为0，活塞顶的速度等于活塞运动速度Ⅲ。1．3模型的有效验证图3为标定