火花點火發(fā)動機燃燒特性的數(shù)值模擬和試驗研究

燃燒學(xué)科學(xué)家和發(fā)動機開發(fā)工程師面臨的一個主要挑戰(zhàn)是優(yōu)化發(fā)動機燃燒，以改善燃油經(jīng)濟性和減少廢氣排放，同時以最低的成本來保持發(fā)動機良好的性能。由于火花點火（SI）發(fā)動機具有降低油耗和排放的潛能，因此其越來越受到關(guān)注。

對渦輪增壓SI發(fā)動機了進行三維CFD模擬和試驗測試，設(shè)計了一種新的進氣口配置。在早期進氣門關(guān)閉（EIVC）時，容易出現(xiàn)缸內(nèi)湍流水平較低的典型問題。為了解決該問題，在部分負荷情況下，采用可變氣門驅(qū)動（VVA）系統(tǒng)，以減少泵氣損失。所提出的進氣口配置能夠在低氣門升程時增加氣體運動，從而達到在部分負荷時提高火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊哪康?。新的進氣口配置被證明在提高EGR循環(huán)和縮短燃燒過程中有顯著和積極的影響，尤其是在負荷較低時，這對于使用EIVC策略的VVA系統(tǒng)更關(guān)鍵。盡管該系統(tǒng)在部分負荷下使用低氣門升程會改善發(fā)動機性能，在滿負荷的整個氣門升程時會降低氣體的運動程度。但在滿負荷運行條件下，所設(shè)計的進氣口配置沒有達到目標(biāo)，雖然氣缸的敲擊緩解，但不足以彌補燃燒中的熱量損失。

在試驗中，對氣缸內(nèi)的流動特性進行了計算。在定量的基礎(chǔ)上，分析燃燒持續(xù)時間與湍流動能之間的關(guān)系，并為進一步修改燃燒持續(xù)時間和發(fā)動機幾何形狀提供了依據(jù)，使發(fā)動機在整個運行過程中有一個合適的燃燒速度。

刊名：Fuel（英）

刊期：2014年第121卷

作者：Federico Millo et al

編譯：祁祥