火花塞对缸内汽油直喷增压发动机油气混合影响研究.pdf

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1、第5期2014年10月内燃机InternalCombustionEnginesNo．50ct．2014火花塞对缸内汽油直喷增压发动机油气混合影响研究谢枫(上海汽车集团股份有限公司，上海201804)摘要：针对三种不同火花塞，利用STAR—CD软件对某缸内汽油直喷(GDI)增压发动机在l500r／min全负荷工况下缸内的油气混合进行了CFD分析，得到发动机在点火时刻气缸内及火花塞附近混合气的空燃比及流场分布，并评价了缸内滚流、湍动能及油气均匀性参数。分析结果表明，在点火时刻，三种火花塞周围湍动能和缸内油气场特性略有差异。但总体

2、上来说，对点火性能影响不大．为GDI发动机的火花塞设计和使用提供了理论依据。关键词：火花塞；油气混合；GDI汽油机中图分类号：TK41l文献标识码：A文章编号：1000—6494(2014)05—0001—05EffectsofSparkPlugsonFuel-airMixtureofGDITurbochargedEngineXIEFeng(SAICMotorTechnicalCenter，Shanghai201804，China)Abstract：Forthreedifferentkindsofsparkplugsdesi

3、gn，theeffectsonfuel-airmixturecharacteristicsincylinderofGDIturbochargedengine，infullload1500r／mintypicalcondition，weresimulatednumericallybyCFDsoftware．STAR—CD．Theflowvelocityfielddistributionandthemixturegasconcentrationaroundtheignitionregionwerecomparativelyana

4、lyzedattheignitiontime．Later，theturbulentkineticenergy，fuel—airmixtureuniformityandthetumblehavebeenevaluateddeeply．Itisconcludedthattheturbulentkineticenergyandthefuel——airmixturefieldcharacteristicsaroundthethreekindsofsparkplugregionshavealittledifference．Howeve

5、r，thatdon’taffecttheignitioncapability．ItisimportanttodesignthesparkplugandresearchacademicallyforGDIengineinthefuture．Keyword：sparkplug；fuel-airmixture；GDIengine0前言缸内汽油直喷增压(GDI)发动机，具有热效率高，功率扭矩大，油耗低的特点，近年来成为世界各大汽车公司的研究热点。燃烧系统是缸内直喷汽油发动机的关键系统之一，火花塞又是燃烧系统中的一个重要零件。汽油机气

6、缸内火花塞周围的混合气要保证一定的浓度，火花塞的火花才能成功点燃混合气，使气体燃烧做功”1。进气道喷射发动机，混合气在进气道预混合，有较长的混合过程，容易得到均质混合气体。缸内汽油直喷增压发动机，燃油在进气行程或压缩行程喷油器向缸内喷人燃油。因此，燃油与空气的混合时间短，无论是均质燃烧方式还是分层燃烧，都必须保证在点火时刻，火花塞电极间隙附近的混合气浓度在可点燃范围内。为得到良好的混合气质量，人们在均质混合气和分层混合气形成方式、气体流动形式、燃油喷雾等方面进行了深人的研究f24】，目的是为得到更好的混合气质量，有利于燃烧。

7、火花塞是点火系统的关键零件之一，它提供点火火花，火花再点燃周围的混合气。我们研究加长火花塞裙部和改变火花塞的点火高度及对缸内汽油直喷增压发动机油气混合的影响。+面臀妻墓三二型．．。。(。19。7碰4-索)匕,男’福建人’工程师’1火花塞结构-TI：q4-主要从事发动机点火系统的研究与，．，^。。7～。一一一收稿日期：2014—05—08火花塞中心电极底部端面距离气缸盖燃烧室内燃机2014年10月壁的距离，称为火花塞的点火高度。我们研究了三种不同结构火花塞，见图1。因火花塞和喷油器采用顶部布置，空间有限，火花塞采取小规格螺纹和

8、长螺纹的设计，保证可安装和足够的散热能力。初始状态火花塞(代号PAT01)，壳体螺纹M12×1．25，螺纹长度为26．5mm，杆部陶瓷体直径为9mm，点火高度为5mm。在初始火花塞的基础上壳体裙部加长1．5mm，点火高度仍保持5mm不变(该火花塞代号PAT02)。在初始火花塞的基础上点火高