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

摘要

本文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.首先,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,本文建立了缸内平均湍流混合速率、燃油蒸气浓度方差的中间特征参数,同时详细分析了不同浓度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;喷孔数越多,燃油在上止点前的蒸发量越大,而上止点后的蒸发情况对喷孔数并不敏感;10孔匹配口径比0.64燃烧室的方案预混过程好,燃烧速度快,且预混与扩散燃烧放热情况差别小,放热情况更均匀.