燃烧室优化改善重型柴油机热效率的数值模拟研究

摘要

以某重型柴油机为研究对象,通过仿真计算,探究了燃烧室结构和喷孔锥角对发动机燃烧过程的影响,提出了提高柴油机热效率的技术方案.结果表明:通过减小凹坑半径及凹坑深度提高压缩比可以减少缸内过稀区,在压缩比提高和缸内空间利用率提高的共同作用下,热效率提高了0.8%;随着燃烧室凹坑边缘直径增大,进入燃烧室挤流区燃油增多,热效率先升高后降低,凹坑边缘直径为97 mm时热效率最高;随着喉口直径减小,燃油达到壁面距离缩短,挤流区当量比增大,油耗先降低后升高,喉口直径为69 mm时油耗最低.当进入挤流区燃油过少时,可以通过增大凹坑边缘直径及减小喉口直径改善混合气分布,提高热效率.喷孔锥角也是影响混合气分布的重要因素,改变燃烧室结构后需要优化喷孔锥角以获得最佳热效率.采用凹坑边缘直径为97 mm、喉口直径为69 mm的燃烧室方案以及144°的喷孔锥角,热效率相比原机提高1.8%.