汽油机富氧燃烧过程火焰传播模型研究.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汽油机富氧燃烧过程火焰传播模型研究‘李胜琴(东北林业大学交通学院张文会黑龙江哈尔滨150040)摘要：针对汽油机的燃烧特点，研究汽油发动机富氧燃烧技术及燃烧过程中氧元素的作用机理，从燃烧火焰传播速度出发，把进入气缸助燃的空气中氧气的体积分数作为主要因素，建立汽油发动机富氧燃烧火焰湍流传播模型，来反映汽油燃烧的速率和燃烧火焰的传播特征。在HondaG200汽油机上进行了相关试验，结果表明，所提出的富氧

2、火焰传播模型能够较好地模拟汽油发动机的燃烧及动力性能。关键词：汽油机富氧燃烧火焰传播模型中图分类号：TK411．2文献标识码：A文章编号：1671—0630(2010)02—0016—04StudyofFlamePropagationModelontheOxygen-enrichedCombustionProcessofaGasolineEngineLiShengqin，ZhangWenhuiNortheastForestUniversity(Harbin，Heilongjiang，150040，China)Abstract：Inordertostudythef

3、lamepropagationprogressinoxygen-enrichedcombustionengine，aquasidi—mensionalmodelofoxygen—enrichedcombustionenginehasbeenproposedinthepaper，andasimplifiedmod·elofflamepropagation，basedonthelaminarflameletapproach，hasbeendevelopedtoo．Themodelisevalu—atedagainstdetailedmeasurementsinatw

4、o··dimensionallaminarpropagationflameonaspark-ignitionfour—-strokemotorcycleengine．Experimentalinvestigationwascarriedouttovalidatethemodel．Resultsshowthatthequasidimensionalmodelandflamepropagationmodelcansimulateoxygen-enrichedcombustionprocessinenginewell．Keywords：Gasolineengine，o

5、xygen—enrichedcombustion，flarepropagationmodel引言长期以来，内燃机的燃烧过程因其复杂性只能借助于试验进行研究。这种研究方法不仅受到试验条件、测试技术和试验仪器精度等的限制，而且有时甚至无法完成，这就给研究燃烧过程带来很大的局限性。自60年代后由于计算机的广泛应用，使得对燃烧过程进行模拟计算成为可能，因此燃烧模型的研究已逐步成为内燃机学科的一个新的研究领域。对提高内燃机性能和降低有害排放(碳烟、NO。、CO、HC)有举足轻重的作用，对于提高汽油机的动力性、经济性，降低汽油车的总排放量具有较高的理论意义和实用价值。所谓内

6、燃机的燃烧模型，一般是指支配工质通过运转中的内燃机气缸时的流体力学和热力学行为的一组方程，并用计算机求数值解。通过数学模型模拟内燃机的工作过程，从而达到解决内燃机实际问题的目的。近年来，随着发动机循环模拟计算的发展，人们提出了各种燃烧模型。其中，最有用的燃烧模型分类方法是F．V．Brancco于1974年提出的，他将燃烧模型分为3类，且指出不同类别的燃烧模型有各自不同的形式体系，适合于考察不同种类的燃烧问题，即零维燃烧模型、准维燃烧模型和多维燃烧模型。在建立燃烧模型时，除了建立合理的控制方程外，·基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究指导项目(11523012)；

7、中央高核基本科研业务费专项资金资助(DI_D9BB33)。作者简介：李胜琴(1976一)，女，博士，副教授。研究方向为车辆运行品质控制与生态材料技术。第1期李胜琴等：汽油机富氧燃烧过程火焰传播模型研究17还要对燃油的质量燃烧率进行可靠的假设和预测，而火焰传播模型则是影响质量燃烧率预测的关键，因此本文从火焰传播模型入手，研究汽油机富氧燃烧条件下火焰传播模型的建立，考察发动机进气中氧气的体积分数对汽油机工作性能的影响。1准维燃烧模型准维模型根据燃油燃烧的特点，将内燃机整个燃烧过程抽象为喷雾、燃烧、传热和化学反应等几个子过程，分别建立子模型，再由燃烧室内总质量、能量守

8、恒及容积等约束条件确定各