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分层稀燃喷雾壁面复合引导LPG直喷发动机混合气形成过程的数值解析
| 论文题名： | 分层稀燃喷雾壁面复合引导LPG直喷发动机混合气形成过程的数值解析 |
| 关键词： | LPG直喷发动机;旋流喷油器;减压沸腾;复合引导;分层稀燃;数值解析 |
| 摘要： | 采用AVLFIRE软件，数值解析了考虑针阀运动过程时，LPG在旋流喷油器内部气穴流动过程以及LPG喷出后的喷雾发展过程。解析过程中使用了基于LPG燃料热物性修正的喷雾模型，结果表明，在针阀开启后的整个LPG喷射持续期内，喷油器内的气穴流动现象一直存在;而使用汽油为燃料时，仅在针阀开启前期时旋流喷油器喷孔壁拐角处有气穴产生，但随着针阀升程进一步增大，拐角处的气穴区变小进而消失。将喷油器内部流动的解析结果作为喷油器出口条件，并使用修正后的喷雾模型，数值解析了LPG和汽油的喷雾发展过程。经与实验结果对比显示，解析结果和试验结果之间具有良好的一致性。与汽油相比，燃料喷射过程中产生的减压沸腾现象使得LPG的喷雾锥角增大，而喷雾贯穿距离则减小。 为进一步扩大LPG发动机的稀燃极限，解决部分负荷下火花塞电极附近混合气过浓导致的HC和NOx排放升高等问题。利用液态LPG的燃料特性，本文提出了一种充分兼顾“喷雾引导”和“璧面引导”优点的新型燃烧系统一喷雾壁面复合引导燃烧系统。使用建立的LPG燃料物性数据库及修正的喷雾模型，在验证了计算模型准确性的基础上，使用AVLFIRE软件，对复合引导燃烧系统喷油器布置位置、喷孔直径、喷射方向、活塞凹坑形状等参数进行了优化，并确定了燃烧系统参数。最后数值解析了喷雾-壁面复合引导LPG直喷发动机部分负荷下混合气形成过程。结果表明:采用压缩冲程后期(40°CABTDC)喷射，点火时刻(20°CABTDC)能在火花塞电极附近形成稳定分层混合气。采用复合引导燃烧系统可进一步扩大分层稀燃极限，空燃比最高可达65∶1。 |
| 作者： | 张现成 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 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： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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