喷孔布置对缸内油气混合和燃烧过程影响.pdfVIP

第4期( 总第201期) 车用发动机 No．4( Ser i al No ．20 1) 20 12年8月 VEHl CI 。E ENGl NE Aug ．2012 喷 孔 布 置 对 缸 内 油 气 混 合 与 燃 烧 过 程 的 影 响 员 杰1，胡雪松2 ，解方喜 1，李 珏1，洪 伟 1 ( 1 ．吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林长春 1300 22 ；2 ．东风朝阳朝柴动力有FI 拔x- 司，辽宁朝阳 122000) 摘要：基于YD4A7 一c 3 电控共轨柴油机，结合Bos ch公司提出的第四代共轴向可变喷嘴共轨喷射系统的概 念，应用商用CFD软件Fi r e研究喷孔交错布置及两层布置对缸内燃油分布及燃烧过程的影响。研究结果表明：适 当地采用双层、交错排列的喷孔．可 以扩大燃油的空间分布范围，改善燃油与空气 的混合质量 ，使缸 内燃烧更加充 分；N0排放量增多，但炭烟 的排放量显著减少 。 关键词 ：柴油机；高压共轨；燃油分布；燃烧过程 ；喷孔布置 ；数值模拟 DOI ：10 ．3969 ／j ．i ss n．1001—2222．2012．04 ．016 中图分类号 ：TK421．2 文献标志码：B 文章编号：100 1—2222( 20 12) 04—0074—06 随着内燃机排放对环境污染的日益加剧，世界 缸 内初始温度；模拟计算中采用的涡流 比为1．8；壁 各国都相继 出台了自己的汽车排放法规[ 1] 。燃油喷 面温度 的边界采用恒温边界，忽略活塞运动与缸内 射系统对柴油机的动力性、经济性及排放性都起着 燃烧对壁温的影响。模拟计算 中对气缸盖、气缸壁 重要作用 。喷油器喷孑L的布置对燃油的射流、破碎、 和燃烧室顶面 的平均温度进行了设定，分别为 雾化、蒸发等物理行为有关键影响，并直接影响缸 内 3 K，4 13 K和 93 K。 的燃烧。本研究应用商用Fi r e软件，在Bosch 公司 表1 柴油机主要技术参数 提出的第 四代共轴 向可变喷嘴共轨喷射系统基础 型式 水冷直列4缸．m型燃烧室 上，进一步研 究喷孔交错布置 以及双层布置在燃油 缸径 ／mm 8 分布和燃烧改善方面的应用潜力。 行程 ／r a m 88 排量 ／I ． 1_997 1 数学模型和模型验证 压缩 比 18：l 1．1 数学模型 连杆长度 ／t ur n 17 计算中所选用的数学模型主要有标准扩e气体 活塞余隙 ／r am 0 ．9～1．1 湍流模型、Dukowi cz液滴蒸发模型、Wal l j et l 液滴 喷油嘴倾角 ／( 。) 13 撞壁模型、Di es e l cor e i nj ect i on液滴初次破碎模型、 喷油嘴孔 数 ／个 6 KH—RT液滴二次破碎模型、sh el l 点火模型、EBU 孔径 ／r a m 0 ．1 湍流控制燃烧模型、Enabl e湍流扩散模型、扩大 的 油束 夹角 ／( 。) 1 0 Zel dovi ch N