輕型柴油機(jī)狹縫處碳煙形成的模擬研究

研究了輕型柴油機(jī)燃燒室碳煙的空間生成過程，通過將化學(xué)求解器及CHEMKIN軟件嵌入到商業(yè)流體力學(xué)軟件ANSYS FLUENT12中，模擬分析了碳煙的形成。由于碳煙多在燃燒室縫隙中產(chǎn)生，所以在模擬過程中對縫隙處的網(wǎng)格質(zhì)量有很高的要求，這樣才能定量和定性地分析縫隙處碳煙的形成過程。圖1為上止點(diǎn)處燃燒室模擬計(jì)算網(wǎng)格，可以看出，該網(wǎng)格著重考慮了狹縫處的網(wǎng)格模型。

研究過程分別考慮了不同的噴射策略對碳煙尤其是狹縫處碳煙形成過程的影響。圖2為本研究所用噴射策略示意圖。結(jié)果表明，縫隙中碳煙的形成過程分為點(diǎn)火以后和膨脹行程末期兩個(gè)階段，前者主要是由于活塞上行擠壓運(yùn)動(dòng)引起的，后者主要是膨脹末期在襯套處形成較多的碳煙。對于大多數(shù)的噴射策略，襯套處碳煙和縫隙處碳煙的形成趨勢相同，但早噴情況除外，因?yàn)樵鐕姇r(shí)在縫隙處形成的碳煙非常少。對于單次噴射策略，當(dāng)噴射時(shí)刻被推遲時(shí)，襯套處碳煙和狹縫處碳煙都增加；對于多次噴射策略，通過推遲噴射時(shí)刻，以及加大多次噴射時(shí)間間隔，碳煙排放都明顯增加。

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作者：Shin Mei Tan et al

編譯：張自雷