本文關鍵詞：燃油分層對新型二沖程汽油機SFI燃燒的影響

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【摘要】：頂置氣門式二沖程汽油機是一種面向乘用車的新型二沖程汽油機,利用其靈活的氣門機構可以在低負荷時發(fā)揮可控自燃(CAI)燃燒、高負荷時發(fā)揮小型強化的優(yōu)勢;而分層火焰引燃(SFI)燃燒可以自然地將低負荷時的CAI燃燒和高負荷時的稀薄火焰燃燒銜接起來。因此,這種新型二沖程汽油機提供了一種極具潛力的降低油耗、提升熱效率的技術方案。本研究采用三維數(shù)值仿真的方法對自主設計的采用了垂直進氣道和噴霧引導型燃燒系統(tǒng)的頂置氣門式二沖程汽油機進行了冷流、噴霧和燃燒的數(shù)值模擬,研究了部分負荷下燃油直噴策略和活塞凹坑結構對缸內混合氣形成過程的調控作用,并進一步揭示了其對SFI燃燒過程的作用機制。本文首先建立了新型二沖程汽油機數(shù)值仿真平臺,并從缸內氣流運動規(guī)律的認識出發(fā),分析了單次直噴時刻、配合兩次直噴的活塞凹坑結構對油氣混合過程的影響。研究表明,受缸內兩股方向相反的滾動渦的影響,采用壓縮沖程早期的單次直噴時,壓縮末期電極附近難以形成適宜點火的混合氣;燃油兩次直噴時,凹坑活塞配合較小的第二次直噴比例更易于在電極附近形成偏濃的混合氣。在前期對缸內油氣混合過程認識的基礎上,進一步研究了不同的活塞凹坑設計、第二次直噴時刻和兩次直噴比例對SFI燃燒過程的作用機制。研究表明,受缸內逆滾流主導的流場形態(tài)影響,自燃更易于出現(xiàn)在進氣側;較小直徑的凹坑對第二次直噴后的燃油匯聚能力較強,有效降低了中心區(qū)域的溫度,自燃更易于出現(xiàn)在遠離火焰面的外圍區(qū)域。第二次直噴時刻逐步推遲至320°CA時,噴油與凹坑的配合程度更好,燃油更易于匯聚在燃燒室中心區(qū)域,同時,外圍區(qū)域的溫度增大,自燃時刻逐步提前;中心區(qū)域和外圍區(qū)域燃油分層的梯度增加,有效降低了SFI燃燒的最大壓升率,但會略微惡化IMEP。隨著第二次直噴比例的增加,缸內中心區(qū)域的混合氣越濃,外圍區(qū)域的混合氣越稀,SFI燃燒的最大壓升率變小,缸壓峰值降低,IMEP逐步惡化。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U464.171

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2 А.И.УСТИМОВ;秦若，

本文編號：1141768