燃烧室几何形状对某高功率密度柴油机燃烧特性的研究.pdf

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1、第3期2016年6月内燃机InternalCombustionEnginesNo．3Jun．2016㈣：!》辩黼三：黧㈣瓣黼※㈣摘要：针对某高功率密度柴油机的燃烧过程进行了仿真计算，设计了三种燃烧室方案进行对比，研究了燃烧室深度和缩口直径对温度、放热率，排放、湍动能以及微观速度场的影响规律。对比结果表明，燃烧室几何形状影响缸内气流分布，A型在缩口处容易产生热负荷，NO排放高，c型缩口较小，缸内气流运动较弱，放热速率小，Soot排放较高，确定了B．型为合理的燃烧室形状，为高功率密度柴油机的优化设计提供了参考。关键词：高功率密度柴油机；燃烧室；数值模拟；燃烧特性中图分类号：TK421文献标

2、识码：A文章编号：1000—6494(2016)03—0005—04InfluenceofCombustionChamberGeometryShapeonCombustionCharacteristicsinaHighPowerDensityDieselEngineLIShuyu，XUYanfang，LIURuofan，GUOYong(NorthUniversityofChina，Taiyuan030051)Abstract：Thecombustionprocessofahighpowerdensitydieselengineissimulatedandcalculatedinthis

3、paper．Threekindsofcombustionchamberschemesaredesignedandcompared．Theinfluenceofthecombustionchamberdepthandreentrantdiameteronthecombustionprocessisinvestigatedbytemperature，heatreleaserate，emissions，turbulentkineticenergyandmicrocosmicfields．TheresultsindicatethatCombustionchambergeometryshapea

4、ffectsairflowdistributionincylinder，Atypeatthemouthispronetoheatload，NOemissionishigher，Ctypeshrinkageissmaller，andtheairflowinthecylinderisweak，theheatreleaserateissmall，andthesootemissionishigher，andthetypeofBisdeterminedforreasonablecombustionchambershape．Itprovidesareferencefortheoptimaldesi

5、gnofhighpowerdensitydieselengine．Keywords：highpowerdensitydiese!engine；combustionchamber；numericalsimulation；combustioncharacteristics0前言高功率密度柴油机燃烧过程的好坏直接对动力性、排放性、经济性能产生影响。其中燃烧室内的气流运动、油气混合是影响高功率密度柴油机(HPD)燃烧过程的关键”1，数值仿真技术是揭示缸内燃烧过程的重要方法。随着CFD仿真技术的发展，它在工程领域应用广泛Ⅲ。在研究燃烧室几何形状方面，试验研究受到限制，而采用CFD仿真可以更方便地

6、进行多参数的研究。作者简介：李树宇(1992一)，男，河南周口人，硕士研究生，主要研究方向为内燃机CFD数值模拟。收稿日期：2016—01—04研究表明，燃烧室形状能够强烈地影响缸内气流的分布。目前，针对缸内燃烧过程已进行数值模拟仿真，相比试验方面，可以大大节省成本，缩短试验周期，得到试验难以测量的数据，为综合分析缸内燃烧过程提供了可能性。我们利用AVLFIRE软件针对三种燃烧室形状对HPD柴油机燃烧过程进行仿真研究，分析了燃烧室形状对气流运动、燃烧排放的影响规律。1计算网格模型的建立1．1建立燃烧室模型计算是针对某高功率密度柴油机仿真进行的，缸径为110mm，行程为110film，连

7、杆长度·6·内燃机2016年6月为200mm，压缩比为16，喷孑L个数和喷孔直径为8X0．25mm，标定转速为3200r／min，喷油提前角为16BTDC，单孑L循环喷油量为6．875X10。6kg。利用AVLFIRE软件对HPD柴油机燃烧过程进行分析。在保持压缩比和余隙高度不变的情况下，设计了三种径深比不同的燃烧室方案，编号分别为彳，B，C，以及对应的上止点的网格模型，燃烧室的基本结构参数见表1，燃烧室方案见图1。表1为三种燃烧室的基本结构参