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基于流體動力學模型的直噴汽油機碳煙形成過程研究

直噴汽油機（GDI發(fā)動機）部分負荷熱效率可以達到40%，這能與柴油機相媲美。然而，GDI發(fā)動機存在危險超細顆粒物，因此其長期可持續(xù)性應用在很大程度上取決于發(fā)動機的設計及燃燒過程的進一步改善。

介紹了在均勻計量模式下GDI發(fā)動機完整周期流體力學（CFD）模型的初步發(fā)展。研究是在部分負荷運行條件下進行的，在進氣行程噴射初期，保證發(fā)動機負荷不變，在3個轉速條件下進行研究。使用試驗臺和高壓噴油器的成像數據對噴霧模型進行標準化。燃燒試驗數據也可以用于校準。

發(fā)動機煙塵粒子數密度的測量是本研究的重點，旨在探討部分負荷運行條件下碳煙生成的潛在因素。

在固定發(fā)動機負荷條件下，隨著發(fā)動機轉速的提高，先進燃油噴射系統(tǒng)能夠實現燃油空氣混合比的長時間實時ECU控制，但會導致液膜的形成，這是燃燒過程中煙塵形成的來源。隨著發(fā)動機轉速的提高，在點火時刻混合物表現出更好的性能，在燃油燃燒開始后的混合過程中會出現新的分層，發(fā)動機在高轉速下出現燃燒峰值溫度，導致煙塵成核速率增大，這也是發(fā)動機轉速較高時顆粒物密度增加的原因。

今后將重點研究更加全面的建模方法，進而來擴大發(fā)動機的工作范圍。

Fabrizio Bonatesta et al.SAE 2014-01-2569.

編譯：王維