缸内直喷天然气射流混合过程的数值模拟 被引量：13

1

作者 范新雨 苏万华 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期385-392,共8页

采用数值模拟的方法,研究了天然气缸内直喷自由射流、撞壁射流以及涡旋结构在直口、缩口和敞口3种燃烧室形状中的形成过程,并在此基础上设计了适用天然气缸内直喷混合气形成的新型燃烧室.结果表明:采用较小的喷射夹角可以改善射流撞壁过... 采用数值模拟的方法,研究了天然气缸内直喷自由射流、撞壁射流以及涡旋结构在直口、缩口和敞口3种燃烧室形状中的形成过程,并在此基础上设计了适用天然气缸内直喷混合气形成的新型燃烧室.结果表明:采用较小的喷射夹角可以改善射流撞壁过程,提高混合气形成质量;喷射夹角为80°时,缩口燃烧室中,附壁射流脱壁后涡旋结构中燃料不易扩散,天然气混合速度较低,直口燃烧室和敞口燃烧室天然气混合速度接近.3种燃烧室形状中天然气射流混合过程会经历3个重要转折点:自由射流撞壁、附壁射流脱壁以及涡旋结构生长和扭曲阶段,其中在涡旋结构生长和扭曲阶段气体燃料与空气快速混合.最后,根据天然气射流在缸内混合过程设计出脱壁型燃烧室(SACC),大大增加形成可燃混合气的燃料比例,并能提高混合气的均匀度. 展开更多

关键词 天然气 缸内直喷 燃烧室形状 气体射流混合 混合气形成

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低排放的直喷式柴油机燃烧室形状的研究 被引量：8

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作者 宫长明 刘巽俊 +2 位作者 谭满志 李骏 王恩宇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期18-22,共5页

针对６１１０直喷式柴油机进气系统和喷油系统的特点，设计了几种缩口燃烧室，研究了燃烧室形状对高压喷射直喷式柴油机性能和排放的影响规律。试验结果表明：缩口燃烧室有利于实现柴油机的动力性、经济性和排放指标的折衷，特别是创造... 针对６１１０直喷式柴油机进气系统和喷油系统的特点，设计了几种缩口燃烧室，研究了燃烧室形状对高压喷射直喷式柴油机性能和排放的影响规律。试验结果表明：缩口燃烧室有利于实现柴油机的动力性、经济性和排放指标的折衷，特别是创造了氮氧化物排放和微粒排放同时降低的条件；大的底台体积和较长唇部的缩口燃烧室有利于延迟喷油，可以更加有利于氮氧化物和微粒排放的降低；喷油提前角和喷雾锥角决定着燃油在燃烧室内的落点高度，决定着柴油机各项性能指标的好坏，它们需与燃烧室形状优化匹配。 展开更多

关键词 直接喷射 柴油机 燃烧室 形状 排放

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不同喷孔夹角的直喷柴油机涡流室燃烧系统性能分析 被引量：3

3

作者 魏胜利 王忠 +1 位作者 毛功平 倪培永 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期15-20,共6页

为改善燃烧室内喷雾的空间分布,增强气流运动,促进油气混合,基于前期研究提出的新型直喷柴油机涡流室燃烧系统,对146°、150°、154°喷孔夹角的3种不同喷油嘴在燃烧室内的喷雾、混合气形成与燃烧过程进行了数值模拟。结果... 为改善燃烧室内喷雾的空间分布,增强气流运动,促进油气混合,基于前期研究提出的新型直喷柴油机涡流室燃烧系统,对146°、150°、154°喷孔夹角的3种不同喷油嘴在燃烧室内的喷雾、混合气形成与燃烧过程进行了数值模拟。结果表明:从燃空当量比总体分布来看,采用146°喷孔夹角时混合气最均匀。燃烧涡流和逆挤流对速燃期的燃烧室内温度分布有较大的影响。154°喷孔夹角的NO排放量最低,而146°喷孔夹角的碳烟排放量最低。综合来看,150°喷孔夹角有较好的排放性能。 展开更多

关键词 直喷式柴油机 涡流燃烧室 喷孔夹角 数值模拟

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缸内高压直喷天然气发动机燃烧过程数值研究 被引量：2

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作者 李孟涵 田洪建 +1 位作者 张强 刘晓日 《车用发动机》 北大核心 2019年第1期7-15,共9页

以直喷天然气发动机为研究对象,基于正庚烷-甲烷化学动力学机理对发动机的燃烧过程进行了三维数值模拟,并对NO_x,CO和炭烟的排放趋势进行了预测。结果表明:对于缩口燃烧室,随着燃烧室凹坑深度的减小和燃烧室喉口直径的增大,天然气扩散... 以直喷天然气发动机为研究对象,基于正庚烷-甲烷化学动力学机理对发动机的燃烧过程进行了三维数值模拟,并对NO_x,CO和炭烟的排放趋势进行了预测。结果表明:对于缩口燃烧室,随着燃烧室凹坑深度的减小和燃烧室喉口直径的增大,天然气扩散燃烧火焰的传播速度越快,指示热效率越高。在燃烧室总深度相当的情况下,直口燃烧室形成的气流运动对天然气扩散火焰传播的促进作用小于缩口燃烧室,且对于直口燃烧室,采用较小的凹坑深度和较大的喉口直径不利于天然气在前期预混燃烧阶段的火焰传播,从而导致指示热效率的降低。采用缩口设计,减小燃烧室凹坑总深度和增大燃烧室凹坑的直径会导致NO_x排放的增加,但有利于CO和炭烟的控制。因此,对于高压直喷天然气发动机,采用缩口燃烧室设计有利于热效率和排放的兼顾,但是需要各个燃烧室尺寸的合理配合。 展开更多

关键词 直喷式发动机 天然气发动机 热效率 排放 燃烧室

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浅析涡流技术与直喷式燃烧室的结构型式对柴油机排放的影响 被引量：2

5

作者 朱玲玉 《内燃机与动力装置》 2010年第1期48-51,共4页

本文阐述了涡流技术与直喷式燃烧室的结构型式对柴油机有害排放物的影响机理,提出了对活塞燃烧室各参数进行合理的优化,可有效地降低柴油机的排放指标。

关键词 涡流 直喷式燃烧室 柴油机 排放

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ZG190型柴油机的直喷化设计

6

作者 吴健 《内燃机》 2002年第1期10-18,共9页

介绍ZG190型直喷式柴油机的燃烧室、进气道、喷油器等设计及选择 ,通过试验通定ZG190型柴油机的最佳性能参数。

关键词 直喷式 燃烧室 燃烧室容积 进气道 喷油器 试验 ZG190型柴油机

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燃烧室形状对缸内直喷CNG发动机燃烧特性影响的数值模拟

7

作者 袁兴国 何锋 杨立成 《机械研究与应用》 2016年第4期122-124,128,共4页

为了研究燃烧室形状对于缸内直喷CNG发动机燃烧特性的影响,以6105型CNG发动机为研究对象,利用AVL-FIRE软件建立该型发动机模型,将三类典型的燃烧室(缩口型,直口型,敞口型)进行对比。分析缸内的湍动能分布、速度场、温度场等数据后得出:... 为了研究燃烧室形状对于缸内直喷CNG发动机燃烧特性的影响,以6105型CNG发动机为研究对象,利用AVL-FIRE软件建立该型发动机模型,将三类典型的燃烧室(缩口型,直口型,敞口型)进行对比。分析缸内的湍动能分布、速度场、温度场等数据后得出:直口型燃烧室缸具有较强的湍流运动,涡团与CH4的浓度分布有利于稳定火核的形成,提高燃烧速度,动力性较好。 展开更多

关键词 缸内直喷 天然气发动机 燃烧室 燃烧特性

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基于CFD的某缸内直喷发动机燃烧室优化研究

8

作者 李书森 《柴油机设计与制造》 2017年第3期13-19,共7页

运用CFD的分析方法,对某缸内直喷发动机燃油喷射过程与缸内可燃混合气的流动进行了数值模拟分析,研究了不同燃烧室设计方案对缸内流动过程的影响。结合滚流、旋流、缸内当量比分布等8项评价指标,对不同设计方案的优化效果进行了对比,并... 运用CFD的分析方法,对某缸内直喷发动机燃油喷射过程与缸内可燃混合气的流动进行了数值模拟分析,研究了不同燃烧室设计方案对缸内流动过程的影响。结合滚流、旋流、缸内当量比分布等8项评价指标,对不同设计方案的优化效果进行了对比,并引入优化率对计算结果进行总体评价。结果表明,优化设计方案在高转速工况和低转速工况下的优化率分别达到了28.7%和38.4%,发动机缸内混合气的形成过程得到了明显的改善。 展开更多

关键词 缸内直喷 燃烧室设计 优化

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点火室式直喷汽油机燃烧系统的研究Ⅰ:点火室燃烧系统和燃油喷射策略

9

作者 隆武强 田江平 +2 位作者 王玉冰 付磊 盛凯 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期303-308,共6页

提出了点火室式直喷汽油机燃烧概念及其燃油喷射策略。应用三维CFD软件AVLFire对这种新的燃油喷射策略下混合气的形成过程进行了模拟分析,对点火室燃烧系统的点火稳定性及怠速工况排放特性进行了实机验证。结果表明:采用此燃油喷射策略... 提出了点火室式直喷汽油机燃烧概念及其燃油喷射策略。应用三维CFD软件AVLFire对这种新的燃油喷射策略下混合气的形成过程进行了模拟分析,对点火室燃烧系统的点火稳定性及怠速工况排放特性进行了实机验证。结果表明:采用此燃油喷射策略的直喷点火室燃烧系统可以在较大的点火时间窗口内,在火花塞附近形成适宜点燃的混合气;发动机能在400r/min的怠速下平稳运行,并且得到了优于欧Ⅲ排放标准的怠速排放性能;该燃烧系统具备扩大稀薄燃烧范围,提高经济性的潜力。 展开更多

关键词 直喷汽油机 稀薄燃烧 点火室 数值模拟

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一款2.0L缸内直喷汽油机的燃烧系统设计

10

作者 朱宏飞 郑险峰 +3 位作者 陈泓 杜家坤 冶麟 张双 《机电工程技术》 2020年第5期141-143,222,共4页

基于光学单缸机测试系统、进气道三维流场(3D-PIV)测试装置和定容弹喷雾试验台组成的缸内直喷汽油机燃烧系统可视化开发平台,开发设计出了高性能的进气道,在综合考虑燃烧结构和活塞顶面形状设计布置的基础上,匹配出了优化的喷雾靶点。... 基于光学单缸机测试系统、进气道三维流场(3D-PIV)测试装置和定容弹喷雾试验台组成的缸内直喷汽油机燃烧系统可视化开发平台,开发设计出了高性能的进气道,在综合考虑燃烧结构和活塞顶面形状设计布置的基础上,匹配出了优化的喷雾靶点。对所设计的燃烧系统进行了光学单缸机试验和热力学多缸机试验验证。结果表明,进气道组织的高滚流,经燃烧室引导后对喷雾油束有强烈的弯卷作用,极大促进了均质混合气的形成;紧凑型喷雾靶点的设计有效避免了喷雾油束与壁面的碰撞,减少了机油稀释率和起燃工况HC排放;所设计的燃烧系统搭载2.0T GDI发动机实现了86 kW/L、最大扭矩380 N·m、排放较低的性能指标。 展开更多

关键词 缸内直喷汽油机 进气道 燃烧室 燃烧系统设计

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乙醇汽油沉积物生成与喷雾特性试验研究

11

作者 沈义涛 吴岳羲 +3 位作者 刘景元 葛斌斌 崔函禹 沈照杰 《内燃机与动力装置》 2020年第1期7-11,共5页

为研究乙醇汽油在缸内直喷汽油机中的积碳生成问题及喷雾特性,选取5孔直喷喷嘴为研究对象,通过试验模拟缸内积碳生成环境,制备得到积碳喷油器。基于高速摄像技术和定容弹,对未积碳喷油器和积碳喷油器进行喷雾试验,得到5孔直喷喷嘴的喷... 为研究乙醇汽油在缸内直喷汽油机中的积碳生成问题及喷雾特性,选取5孔直喷喷嘴为研究对象,通过试验模拟缸内积碳生成环境,制备得到积碳喷油器。基于高速摄像技术和定容弹,对未积碳喷油器和积碳喷油器进行喷雾试验,得到5孔直喷喷嘴的喷雾图像,利用MATLAB程序对喷雾图像进行可视化处理。针对喷雾中可能出现的闪急沸腾现象,研究燃料温度与背景压力对乙醇汽油喷雾闪沸的影响,结果表明:乙醇汽油的使用会加重直喷喷嘴的积碳问题,导致喷嘴的喷油量减小,雾化质量恶化。 展开更多

关键词 乙醇汽油 缸内直喷 闪急沸腾 喷雾形态 定容弹

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活塞燃烧室及其三维建模的比较

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作者 兰自志 《宜宾学院学报》 2014年第6期75-78,共4页

为了对内燃机活塞的顶部燃烧室进行准确的三维建模,以两种典型的缸内直喷式内燃机为例,分析了它们活塞顶部燃烧室的结构设计原理和特点,柴油机活塞顶部具有深而窄的凹坑,而汽油机活塞顶部具有特殊的凸起和较宽的凹坑.基于Pro/E三维造型... 为了对内燃机活塞的顶部燃烧室进行准确的三维建模,以两种典型的缸内直喷式内燃机为例,分析了它们活塞顶部燃烧室的结构设计原理和特点,柴油机活塞顶部具有深而窄的凹坑,而汽油机活塞顶部具有特殊的凸起和较宽的凹坑.基于Pro/E三维造型软件,比较了这两种活塞顶部的三维造型过程,提出它们的二维视图表达以及三维造型需采用不同的方案.可为各种活塞燃烧室的三维建模提供参考. 展开更多

关键词 缸内直喷 柴油机活塞 汽油机活塞 燃烧室 三维造型

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小缸径柴油机直喷式燃烧系统的研究与试验 被引量：7

13

作者 付光琦 康秀玲 +1 位作者 刘锦池 刘习双 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期31-39,共9页

本文论述了小缸径(80mm以下)柴油机直喷式燃烧系统的研究与试验,给出了有代表性的DI175F直喷式柴油机的研究试验结果,并与原机175F和国外同类机型柴油机性能做了比较。其比燃料消耗率由原机278g/(kW·h)降低到250.9g/(kW·h),... 本文论述了小缸径(80mm以下)柴油机直喷式燃烧系统的研究与试验,给出了有代表性的DI175F直喷式柴油机的研究试验结果,并与原机175F和国外同类机型柴油机性能做了比较。其比燃料消耗率由原机278g/(kW·h)降低到250.9g/(kW·h),手摇起动最低温度由原机0～5℃降低到—12℃。本研究结果性能指标已达到国外同类机型90年代水平,为我国小缸径柴油机直喷技术的应用提供了可靠的依据。 展开更多

关键词 直喷式燃烧系统 燃烧室 柴油机

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高压喷射的高速直喷柴油机混合气形成及燃烧过程 被引量：8

14

作者 林学东 李德刚 田维 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1446-1451,共6页

为了有效组织燃烧室内气流特性,改进了车用缩口直喷高速柴油机燃烧室结构,并在此基础上基于CFD商用软件FIRE对匹配不同轨压的喷雾特性时燃烧室内气液混合流的速度场、浓度场和温度场的动态分布特性进行了仿真计算分析。研究了高速直喷... 为了有效组织燃烧室内气流特性,改进了车用缩口直喷高速柴油机燃烧室结构,并在此基础上基于CFD商用软件FIRE对匹配不同轨压的喷雾特性时燃烧室内气液混合流的速度场、浓度场和温度场的动态分布特性进行了仿真计算分析。研究了高速直喷柴油机的混合气形成规律,并通过试验研究了这种混合气形成特性对燃烧过程及排放特性的影响。结果表明:通过对缩口直喷燃烧室内气流特性和轨压的优化匹配,可以有效地控制燃烧过程的滞燃期、预混合燃烧比例和扩散燃烧过程,从而控制高温燃烧持续期,在保证经济性的前提下,可以有效地降低NOx和烟度排放。 展开更多

关键词 动力机械工程 直喷柴油机 燃烧室 气流特性 喷射压力 匹配 燃烧过程 排放

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航空直喷发动机缸内混合气形成的试验 被引量：8

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作者 胡春明 李骥琦 +2 位作者 白洪林 任立红 董亮亮 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1921-1927,共7页

基于航空活塞式基础样机的结构特点,自主研制了单缸低压直喷全透明光学发动机,并利用高速摄影对缸内混合气形成进行试验研究.分析了不同燃烧室形状、燃油启喷时刻以及发动机转速等条件下低压直喷发动机缸内的混合气形成规律.研究结果表... 基于航空活塞式基础样机的结构特点,自主研制了单缸低压直喷全透明光学发动机,并利用高速摄影对缸内混合气形成进行试验研究.分析了不同燃烧室形状、燃油启喷时刻以及发动机转速等条件下低压直喷发动机缸内的混合气形成规律.研究结果表明:新设计的偏心碗型活塞顶面能够有效地引导燃油喷雾形成向燃烧室顶部卷吸的运动,从而使得燃油液滴聚集在双侧火花塞附近;燃油喷射时刻对混合气形成影响很大,当进气门开度较小且活塞与上止点距离较为适中时喷射燃油,混合气形成质量最好;进气运动较强烈时,发动机转速提高会加速燃油液滴的蒸发,但同时活塞顶面对喷雾的引导作用被削弱,混合气形成质量变差;当进气运动变弱时,发动机转速提高会增强活塞顶面对油束的作用,即引导作用变强. 展开更多

关键词 光学发动机 低压缸内直喷 燃烧室形状 高速摄影 混合气形成

原文传递

活塞形状对直喷汽油机工作影响的数值模拟 被引量：6

16

作者 郑朝蕾 刘春涛 +1 位作者 胡铁刚 张晓宇 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期345-352,共8页

通过三维CFD软件AVL-FIRE模拟了直喷汽油机的进气、喷油和燃烧等工作过程,对比并分析了4种活塞形状对混合气形成及燃烧过程的影响.计算结果表明:活塞形状对进气量影响不大;对于缸内正滚流和使用多孔高压喷油器的直喷汽油机,"平顶+... 通过三维CFD软件AVL-FIRE模拟了直喷汽油机的进气、喷油和燃烧等工作过程,对比并分析了4种活塞形状对混合气形成及燃烧过程的影响.计算结果表明:活塞形状对进气量影响不大;对于缸内正滚流和使用多孔高压喷油器的直喷汽油机,"平顶+凹坑"的活塞顶设计更有利于维持缸内湍流强度,并在点火时刻在火花塞附近形成可供稳定点火的可燃混合气;平滑的活塞顶使点火时刻缸内湍动能更强烈,有利于加速燃烧过程,缸内温度和压力峰值更高,动力性更好;较高的缸内温度和压力会增加NO的产量,但会减少碳烟排放. 展开更多

关键词 缸内直喷汽油机 活塞形状 燃烧室凹坑

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新型汽油机缸内直喷燃烧系统的研究 被引量：5

17

作者 江俊锋 张建昭 +7 位作者 黄叶舟 刘昌文 刘文胜 尚秀镜 苗建中 刘光林 王九如 范永健 《汽车技术》 北大核心 2003年第2期15-19,共5页

所开发的汽油机缸内直喷燃烧系统基于射流燃烧系统,由燃烧系统、燃油供给系统和相应的电控系统3部分组成。根据喷油器不同布置方案,设计了2种燃烧室。所开发的汽油机缸内直喷燃烧系统的高压供油系统能基本满足系统喷油要求,研制的电控... 所开发的汽油机缸内直喷燃烧系统基于射流燃烧系统,由燃烧系统、燃油供给系统和相应的电控系统3部分组成。根据喷油器不同布置方案,设计了2种燃烧室。所开发的汽油机缸内直喷燃烧系统的高压供油系统能基本满足系统喷油要求,研制的电控系统基于PC机,可在线调整控制参数和采集数据。通过一台改装的单缸试验机,研究了喷油正时对发动机运转性能的影响。 展开更多

关键词 新型 汽油机缸内直喷燃烧系统 直喷式燃烧室 设计

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基于CFD分析的二冲程发动机直喷燃烧室方案设计 被引量：4

18

作者 朱成 杨海青 汪明生 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2737-2745,共9页

采用三维实体建模软件UG对此二冲程发动机的燃烧室进行直喷化设计,并利用三维CFD仿真软件Fluent对直喷燃烧室的缸内流场进行CFD仿真与分析.分析结果显示:当燃烧室高度从32mm降为24mm,以及活塞顶面与缸盖底面距离从7mm降为3mm时,压缩过... 采用三维实体建模软件UG对此二冲程发动机的燃烧室进行直喷化设计,并利用三维CFD仿真软件Fluent对直喷燃烧室的缸内流场进行CFD仿真与分析.分析结果显示:当燃烧室高度从32mm降为24mm,以及活塞顶面与缸盖底面距离从7mm降为3mm时,压缩过程中的反滚流结构消失,扫气效率从87%升高到91%.模拟结果为进一步优化燃烧室结构提供了较好依据. 展开更多

关键词 二冲程发动机 直喷 扫气效率 燃烧室 布置

原文传递

船用低速双燃料发动机预燃室引燃火焰的模拟研究

19

作者 刘龙 吴錾 +1 位作者 谭富升 王洋 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期34-42,50,共10页

以RT-flex50DF船用低速二冲程双燃料发动机为研究对象,通过对模型的仿真计算分析了引燃火焰的流速及火焰面积在燃烧过程中的影响,总结了该低压喷射双燃料发动机引燃火焰的特点及燃烧过程。通过对比预燃室通道直径的方案发现,增大通道直... 以RT-flex50DF船用低速二冲程双燃料发动机为研究对象,通过对模型的仿真计算分析了引燃火焰的流速及火焰面积在燃烧过程中的影响,总结了该低压喷射双燃料发动机引燃火焰的特点及燃烧过程。通过对比预燃室通道直径的方案发现,增大通道直径可以增加缸内的着火面积,加速燃料燃烧;减小通道直径可以达到增强缸内涡流的效果,提高火焰传播速度,但通道直径过大或过小都会对缸内燃烧产生不利影响。预燃室出口结构的方案通过保持出口截面积不变而增大火焰射流的表面积来加快缸内燃烧,避免孔径对缸内的湍流等参数产生影响,结果表明在该方案中合适的小孔尺寸可以提高缸内放热率的峰值,并缩短燃烧持续时间。 展开更多

关键词 天然气 双燃料 低压直喷 预燃室 引燃火焰

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高速直喷柴油机燃烧室形状与喷孔结构匹配规律的三维仿真研究 被引量：4

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作者 袁野 李国岫 虞育松 《热科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期156-162,共7页

对某高速直喷柴油机的燃烧过程进行了多维仿真计算,研究了燃烧室形状和喷孔结构参数之间的匹配规律。通过变参数研究确定了燃烧室形状和喷孔结构参数之间的匹配规律。为了定量描述燃烧过程中燃油雾化、液体蒸发、油气混合的特性,建立了... 对某高速直喷柴油机的燃烧过程进行了多维仿真计算,研究了燃烧室形状和喷孔结构参数之间的匹配规律。通过变参数研究确定了燃烧室形状和喷孔结构参数之间的匹配规律。为了定量描述燃烧过程中燃油雾化、液体蒸发、油气混合的特性,建立了缸内平均湍流混合速率、燃油蒸气质量分数方差的中间特征参数,同时详细分析了不同当量比油气混合气在燃烧过程中的贡献率。从燃烧的宏观和微观角度综合分析了柴油机燃烧室形状与喷孔结构间的耦合作用机制。结果表明,对于所研究的机型,0.64口径比燃烧室匹配10孔喷油器的方案最优:预混过程好,燃烧速度快,后期扩散燃烧阶段过稀和过浓混合气参与燃烧的比例较小且预混与扩散燃烧放热情况差别小,放热情况更均匀。 展开更多

关键词 高速直喷柴油机 燃烧室形状 喷孔结构 匹配规律

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