火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究

火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究

燃燒學(xué)科學(xué)家和發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)工程師面臨的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒，以改善燃油經(jīng)濟(jì)性和減少?gòu)U氣排放，同時(shí)以最低的成本來(lái)保持發(fā)動(dòng)機(jī)良好的性能。由于火花點(diǎn)火（SI）發(fā)動(dòng)機(jī)具有降低油耗和排放的潛能，因此其越來(lái)越受到關(guān)注。

對(duì)渦輪增壓SI發(fā)動(dòng)機(jī)了進(jìn)行三維CFD模擬和試驗(yàn)測(cè)試，設(shè)計(jì)了一種新的進(jìn)氣口配置。在早期進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉（EIVC）時(shí)，容易出現(xiàn)缸內(nèi)湍流水平較低的典型問(wèn)題。為了解決該問(wèn)題，在部分負(fù)荷情況下，采用可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)（VVA）系統(tǒng)，以減少泵氣損失。所提出的進(jìn)氣口配置能夠在低氣門(mén)升程時(shí)增加氣體運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到在部分負(fù)荷時(shí)提高火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊哪康?。新的進(jìn)氣口配置被證明在提高EGR循環(huán)和縮短燃燒過(guò)程中有顯著和積極的影響，尤其是在負(fù)荷較低時(shí)，這對(duì)于使用EIVC策略的VVA系統(tǒng)更關(guān)鍵。盡管該系統(tǒng)在部分負(fù)荷下使用低氣門(mén)升程會(huì)改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能，在滿負(fù)荷的整個(gè)氣門(mén)升程時(shí)會(huì)降低氣體的運(yùn)動(dòng)程度。但在滿負(fù)荷運(yùn)行條件下，所設(shè)計(jì)的進(jìn)氣口配置沒(méi)有達(dá)到目標(biāo)，雖然氣缸的敲擊緩解，但不足以彌補(bǔ)燃燒中的熱量損失。

在試驗(yàn)中，對(duì)氣缸內(nèi)的流動(dòng)特性進(jìn)行了計(jì)算。在定量的基礎(chǔ)上，分析燃燒持續(xù)時(shí)間與湍流動(dòng)能之間的關(guān)系，并為進(jìn)一步修改燃燒持續(xù)時(shí)間和發(fā)動(dòng)機(jī)幾何形狀提供了依據(jù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中有一個(gè)合適的燃燒速度。

刊名：Fuel（英）

刊期：2014年第121卷

作者：Federico Millo et al

編譯：祁祥