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第 3期 (总第 206期) 车 用 发 动 机 No．3(SerialNo．206) 2013年 6月 VEHICLE ENGINE Jun．2013 活塞形状对点燃式天然气发动机性能的影响 莫海俊 ，魏弟清。，冒晓健 ，卓 斌 (1．上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240；2．广西大学机械工程学院，广西 南宁 530004； 3．广西玉柴机器股份有限公司 ，广西 玉林 637005) 摘要 ：结合天然气发动机的性能优化 ，在一定压缩比下，设计 了两种不 同形状的燃烧室，对缸 内气体流动及燃 烧过程进行 了数值模拟 ，并在 台架上进行 了试验验证。模拟得 出了不 同结构燃烧室的湍动能、火焰前锋面位置 、燃 烧放热率等 ，结果表 明，中心凹陷燃烧室效果较好 ，与 中心凸起燃烧室相 比，产生 的湍流强度较大，燃烧速度更快， 克服 了天然 气燃烧速度慢 的缺点 ，因此动力性和经济性较好 ，然而 N0排放量也较 大。 关键词 ：天然气发动机 ；燃烧室；湍动能；性能 D0I：10．3969／i．issn．1001-2222．2O13．03．010 中图分类号 ：TK433．33 文献标志码 ：B 文章编号 ：1001-2222(2013)03—0045-05 天然气作为清洁能源具有 资源丰富、污染小的 件下，设计了如图 1所示 的两种燃烧室方案 ：活塞 优势 ，但是 由于其层流火焰速度较低 ，采用稀燃方式 A——底部凸起；活塞 B——底部凹陷。 后更需要促进湍流火焰的传播 ，所以缸 内的气流运 表 1 发动机主要性能参数 动对燃烧过程尤为重要。而活塞形状对缸内气体的 型式 立式、直列、四行程 流动有着至关重要的影 响，研究表 明l2。]：对于稀薄 进气方式 增压 中冷 燃烧的天然气发动机来说 ，敞 口型、直 口碗型、缩 口 气缸数 ／个 4 型燃烧室 的湍动能顺次增大；湍动能高 的燃烧室 缸径 ／mm 108 NO生成量高、动力性和经济性好 ；尺寸对燃烧过程 行程 ／mm 115 的影响远小于燃烧室形状对燃烧过程的影响。本研 排量 ／L 4．2 究的重点是燃烧室底部形状 的改变对气体流动、燃 压缩 比 11．5：1 烧过程和发动机性能的影响。 标定功率 ／kW 103 通过数值计算可 以获得燃烧过程 的大量信息， 标定功率转速 ／r·min 2800 这些信息能充分反映燃烧室几何形状的变化对燃烧 最大扭矩 ／N ·ITI 420 过程的影响。本研究应用 CFD软件对燃烧过程进