為研究高原條件下不同噴射策略對某重型柴油機燃燒特性的影響。建立基于ECFM-3Z燃燒模型的某增壓柴油機燃燒室三維模型并將其與平原臺架試驗結果進行對比驗證,分析在海拔4 550 m條件下不同噴射策略對柴油機缸內(nèi)燃燒過程的影響。結果表明,隨著噴油提前角增大,單次噴射時缸內(nèi)高溫區(qū)域縮小,溫度分布變得均勻,缸內(nèi)預混合燃燒增強。和平原條件下的結果相比,噴油提前角的增大可以減少碳煙的排放但是增加了NO_x的排放。采用多次噴射策略時,預噴的提前可以使燃油與空氣混合更充分,從而有助于主噴燃油更好地燃燒,功率能夠得到進一步提升,較單次噴射NO_x排放增加,碳煙排放減少。根據(jù)模擬結果最終選擇預噴提前角為22°CA BTDC和主噴提前角為2°CA BTDC的噴射策略,示功圖面積較單次噴射相比有所提高,可恢復至平原的85.6%。 

【文章來源】：科學技術與工程. 2020,20(17)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

1/8燃燒室網(wǎng)格模型

圖1 1/8燃燒室網(wǎng)格模型設置模擬計算的始點與終點分別為194°CA和480°CA,并對比模擬結果和試驗結果以驗證模擬計算的有效性。標定工況下氣缸內(nèi)平均壓力的模擬結果與試驗結果如圖2所示。由圖2可知,雖然模擬結果與試驗結果的具體數(shù)值大小有少許差異,但是曲線在形狀與趨勢上基本一致。模擬結果與試驗結果存在誤差的主要原因是由于計算模型的經(jīng)驗參數(shù)僅通過經(jīng)驗選取,但誤差保持在5%之內(nèi)說明模擬結果與實驗結果吻合較好,該計算模型能夠適用于下文的研究過程。

不同噴油提前角下缸內(nèi)局部可燃混合氣的分布情況如圖3所示,圖中BTDC(before top dead center)代表上止點前。燃油噴入氣缸內(nèi)的時間隨著噴油提前角變化而變化,缸內(nèi)的氣體分布情況也因此不同。從圖3中可以看出,在相同時刻,缸內(nèi)可燃混合物的分布區(qū)域隨著噴油提前角的增大而變廣,燃油噴射時缸內(nèi)溫度和排氣阻力也隨之減小,燃油與空氣混合就更充分,有助于組織良好的預混合燃燒。著火時缸內(nèi)氣體的均勻程度隨著噴油時刻的提前而更完全。圖4所示為不同提前角下380°CA時刻缸內(nèi)氧氣分布圖。噴油提前角增大,空氣與燃油混合更完全,有利于預混合燃燒良好進行。如圖4所示,氧氣的分布范圍隨著噴油提前角的增大而減小,同時同一區(qū)域的氧氣濃度也較低,燃燒持續(xù)時間越短。此外,也可以看出缸內(nèi)燃燒發(fā)展的方向,有助于更加合理地優(yōu)化缸內(nèi)的燃燒。缸內(nèi)的溫度場分布隨噴油提前角的變化如圖5所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3514359