汽油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)噴射特性對(duì)燃料混合物形成質(zhì)量的影響

汽油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)旨在提供清潔和高效的燃燒，而混合燃料質(zhì)量的控制和碳?xì)浠衔锏臏p排是這種發(fā)動(dòng)機(jī)需要面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮沖程期間模擬了氣體燃料在汽油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)混合物的形成，評(píng)估了發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴類型、噴射壓力和噴射正時(shí)效應(yīng)對(duì)汽油噴射過(guò)程以及燃料混合物形成質(zhì)量的影響，并對(duì)其進(jìn)行計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析。模擬評(píng)估結(jié)果如下。

（1）噴射正時(shí)對(duì)燃料混合物的混合速率有很大影響，而受噴射壓力的影響較小。當(dāng)發(fā)生噴射延時(shí)時(shí)，高速噴射導(dǎo)致燃料沖擊氣缸壁，能夠顯著增強(qiáng)燃料的混合速率。

（2）噴嘴類型對(duì)燃料混合物也有很大影響。55°空心錐形噴嘴對(duì)自由噴射燃料混合物最有效，而圓形噴嘴和45°空心錐形噴嘴主要影響燃料混合物對(duì)氣缸壁的沖擊。

（3）在壓縮沖程結(jié)束時(shí)，利用55°空心錐形噴嘴與噴射提前或者利用圓形噴嘴與噴射延遲都能夠使燃料-空氣混合物最均勻。利用45°空心錐形噴嘴與噴射延時(shí)能夠產(chǎn)生最精細(xì)的燃料混合物。

（4）噴射延遲、圓形噴嘴和45°空心錐形噴嘴促進(jìn)了活塞碗中環(huán)形渦流的產(chǎn)生。這種噴射機(jī)制提供了一種能夠減少燃料在活塞-氣缸-活塞環(huán)間隙內(nèi)流動(dòng)和未燃碳?xì)浠衔锏漠a(chǎn)生，而噴射提前能夠減少燃料與活塞襯套的接觸。

（5）利用平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)和大渦模擬對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃料混合物進(jìn)行相位空間分析。相位空間分析揭示了燃料混合物演化的兩個(gè)階段：燃料在氣缸內(nèi)迅速擴(kuò)散和燃料均勻混合。

刊名：Energy（英）

刊期：2016年第94期

作者：KarriKeskinenetal

編譯：朱會(huì)