高强化柴油机进气流动与缸内燃烧的多维数值模拟研究

摘要

进气过程对内燃机的整机性能有着决定性影响。对柴油机来说，获得足够的进气量和组织良好的进气流动，是柴油机获得良好性能的关键。因此，研究进气流动对提高柴油机性能有着积极的现实意义。 本文应用FIRE软件对某型高强化柴油机的进气-压缩-燃烧过程进行了模拟，详细研究了进气-压缩-燃烧过程中的流场结构。 接着对缸内燃烧过程作了网格依赖性研究，建立了只研究该型高强化柴油机缸内燃烧过程的计算模型，通过实验的缸内压力曲线和放热率曲线标定多维燃烧模型参数A和喷雾破碎模型参数C2，取得了与实验结果吻合的仿真计算结果，对该型高强化柴油机燃烧过程中的缸内流场进行了分析。 然后用单参数轮换法对该型高强化柴油机燃烧系统进行了研究，研究了涡流比、喷孔直径、喷油定时、燃烧室形状和油束夹角5个燃烧系统参数对该型高强化柴油机燃烧过程和动力性能的影响。 最后应用正交设计方法研究了涡流比、喷孔直径、喷油定时、油束夹角和燃烧室形状5个燃烧系统参数以及涡流比与燃烧室形状、涡流比与油束央角、涡流比与喷孔直径和燃烧室与油束夹角四组参数间的交互作用对该型高强化柴油机性能的影响权重，对该型高强化柴油机燃烧系统参数进行了优化匹配研究，分析获得了较优的方案。