原文传递
喷雾-壁面复合引导二冲程LPG直喷发动机燃烧过程的数值解析
| 论文题名： | 喷雾-壁面复合引导二冲程LPG直喷发动机燃烧过程的数值解析 |
| 关键词： | 喷雾-壁面复合引导;二冲程LPG直喷发动机;混合气形成;燃烧过程 |
| 摘要： | 随着汽车工业的迅猛发展，研究高性能低污染汽车已成为汽车发展的趋势。液化石油气（LPG）作为较为成熟的汽车清洁燃料，具有沸点低、饱和蒸气压高、利于存储等优点。二冲程发动机有高转速、结构简单、比功率大等优点，但是当排气口关闭后，缸内混合气形成时间较短，因此十分有必要研究缸内混合气形成质量的好坏。为此文章研究了二冲程LPG直喷发动机混合气形成及燃烧过程。 文章提出了适用于二冲程发动机的喷雾-壁面复合引导燃烧系统，阐述其工作原理并讲解了喷嘴及火花塞布置位置、喷嘴直径及孔数等问题。研究使用实验与模拟相结合的方法对自由喷雾及混合气形成进行验证，结果表明两者具有一致性。建立三维实体模型并制作网格模型，研究发动机在部分负荷时分层混合气的形成过程及均值混合气的形成过程。结果显示4800rpm不同负荷（50％及60%）下所形成的分层混合气形态相似，均能在火花塞附近形成稳定的混合气，只是浓度稍有差异；确定不同工况（2000rpm、20%负荷；4800rp m、80%负荷及6000rp m、80%负荷）下均质混合气喷射时刻，通过图像显示在不同转速及负荷下在BTDC20℃A时混合气都能够均匀分布于气缸内。 使用 Chemkin软件对详细的LPG化学反应动力学机理进行简化。该详细机理包含155种组分和689个化学反应方程式，使用该详细机理进行简化得到包含32种组分和69个化学方程式的简化机理。在相同模拟条件下使用不同机理进行计算，并将结果进行比对，从而验证了简化机理的有效性。 在喷雾壁面复合引导模式下，当空燃比为40：1时，缸内混合气燃烧与排放过程进行解析。解析结果显示，在BTDC29℃ A较早的点火时刻下，当740℃ A时缸内未燃混合气在燃烧室左侧间隙还有较多的残留。BTDC20℃A为较晚的点火时刻，此时的缸内最大温度及放热率较其余时刻偏低。而BTDC23℃A和BTDC26℃A点火时，缸内残余混合气较少且放热率及缸内温度较高，燃烧性能较好。通过CO及NO排放曲线可以看出其含量随着点火时刻的推迟而降低。 |
| 作者： | 刘向龙 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 许伯彦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东建筑大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
