APP下载

直喷柴油机多次喷射的仿真研究

2014-02-04

汽车文摘 2014年11期
关键词:喷油液滴缸内

直喷柴油机多次喷射的仿真研究

研究多次喷射对直喷柴油机性能及排放特性的影响,重点分析了NOx排放。对排量2.148L的直喷柴油机进行仿真研究,该发动机技术参数见表1。

液体燃料喷射速率对混合气形成、喷雾贯穿距离及液滴间相互作用有很大影响,故采用拉格朗日多段模型仿真缸内液滴离散过程,采用Reitz and Diwakar破碎模型仿真液滴破碎过程,采用基于涡破碎概念的特征时间尺度模型仿真燃烧过程。如图1所示,计算网格采用180°的部分网格,由120000个体网格组成。

仿真结果表明,在电机起动情况下,缸压与缸内温度峰值出现在360°曲轴转角,数值分别为5.7MPa和1050K;采用单次喷射时,喷油结束时刻缸内压力与温度分别为5.1MPa和940K;喷油结束后3°曲轴转角开始燃烧,燃烧过程中缸内压力与温度峰值出现在上止点后5°曲轴转角,其值分别为13.5MPa和2422K。在多次喷射方案中,首次喷射总油量的25%后,缸内压力为2.9MPa,缸内温度为526.85℃;当第2次喷射剩余75%油量后,缸内压力为5.1MPa,缸内温度为666.85℃,经过3°曲轴转角的滞燃期后开始燃烧,缸内压力与温度峰值出现在上止点后8°曲轴转角,压力峰值为12MPa,温度峰值为2002.85℃,均低于单次喷射对应值。由此可知,多次喷射可以有效控制缸内温度与压力,与单次喷射相比,采用两次喷射后可降低45%的NOx排放,原因是单次喷射时工质混合不均匀,局部过浓导致燃烧温度偏高,而多次喷射使燃料有足够时间混合均匀,燃烧温度明显降低,从而减少了NOx的生成。

表1发动机参数

刊名:Procedia Engineering(英)

刊期:2013年第51期

作者:Subhash Deo Hiwase et al

编译:韩晓梅

猜你喜欢

喷油液滴缸内
亚/跨临界状态下不同组分燃油液滴蒸发特性分析
建筑环境中微生物对液滴蒸发影响的实验研究
结冰风洞中过冷大水滴云雾演化特性数值研究
生物柴油及其混合燃料的喷油特性研究
液滴辐射器液滴层的优化设计
EGR对高压共轨柴油机晚喷燃烧特性的影响
缸内直喷发动机的燃烧和爆震仿真分析
微型涡喷发动机喷油环优化设计
基于成像技术的柴油机缸内燃烧模型开发
乙醇缸内直喷加热技术对乙醇缸内直喷与进气道喷射组合发动机燃烧和排放的影响