缸內(nèi)直噴火花點(diǎn)火汽油機(jī)燃油噴霧模型的建立

提高汽油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及減少?gòu)U氣排放，一直是汽油機(jī)研究的主要方向。盡管目前開(kāi)發(fā)出的缸內(nèi)直噴火花點(diǎn)火（DISI）汽油機(jī)的各種性能均已達(dá)到較高的水平和高度，但隨著排放法規(guī)日趨嚴(yán)格，仍然需要對(duì)DISI汽油機(jī)的性能進(jìn)行優(yōu)化。利用仿真方法對(duì)DISI汽油機(jī)進(jìn)行優(yōu)化能夠縮短優(yōu)化時(shí)間，并盡可能地仿真DISI汽油機(jī)常見(jiàn)的運(yùn)行工況。因而，需要繼續(xù)對(duì)DISI燃油噴霧模型的建立進(jìn)行研究。

燃油噴霧模型建立的難點(diǎn)在于，當(dāng)環(huán)境壓力低于燃油蒸氣壓力時(shí)，DISI汽油機(jī)燃燒室出現(xiàn)熱力學(xué)不穩(wěn)定，此時(shí)燃油噴霧表現(xiàn)為閃急沸騰噴霧，而傳統(tǒng)汽油是一種多組分燃油，每種組分都會(huì)對(duì)閃急沸騰噴霧產(chǎn)生影響，由于無(wú)法完全確定出傳統(tǒng)汽油組分，因而難以建立閃急沸騰噴霧模型。為解決該問(wèn)題，首先采用傳統(tǒng)的KR-RT模型，模擬燃油液滴和缸內(nèi)空氣的相互作用，即模擬燃油液滴的機(jī)械破碎過(guò)程；之后采用Rayleigh-Plesset方程模擬燃油液滴的閃急沸騰過(guò)程，該方程能夠模擬燃油液滴沸騰后生成的燃油氣泡，并模擬氣泡的生長(zhǎng)過(guò)程，當(dāng)燃油氣泡的直徑達(dá)到氣泡破碎的臨界值時(shí)，則發(fā)生破碎形成燃油噴霧。采用發(fā)動(dòng)機(jī)流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算軟件KIVA3V，使用單組分燃油模型對(duì)建立的燃油噴霧模型進(jìn)行驗(yàn)證，將其仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了該模型的有效性，且與試驗(yàn)結(jié)果保持較高的一致性。

Taehoon Kim et al.SAE 2017-01-0548.

編譯：王祥