喷孔布置对缸内油气混合与燃烧过程的影响

第4期( 总第201期) 2012年8月 车用发动机 V EH l C I 。E EN G l N E N o．4( Ser i al N o．201) A ug．2012 喷 孔 布 置 对 缸 内 油 气 混 合 与 燃 烧 过 程 的 影 响 员 杰1，胡雪松2，解方喜1，李 珏1，洪 伟1 (1．吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林长春 130022；2．东风朝阳朝柴动力有FI 拔x- 司，辽宁朝阳 122000) 摘要：基于Y D 4A 75一c3电控共轨柴油机，结合Bos ch公司提出的第四代共轴向可变喷嘴共轨喷射系统的概 念，应用商用C FD 软件Fi r e研究喷孔交错布置及两层布置对缸内燃油分布及燃烧过程的影响。研究结果表明：适 当地采用双层、交错排列的喷孔．可以扩大燃油的空间分布范围，改善燃油与空气的混合质量，使缸内燃烧更加充 分；N 0排放量增多，但炭烟的排放量显著减少。 关键词：柴油机；高压共轨；燃油分布；燃烧过程；喷孔布置；数值模拟 D O I ：10．3969／j ．i ss n．1001—2222．2012．04．016 中图分类号：T K421．2 文献标志码：B 文章编号：1001—2222( 2012) 04—0074—06 随着内燃机排放对环境污染的日益加剧，世界 各国都相继出台了自己的汽车排放法规[ 1] 。燃油喷 射系统对柴油机的动力性、经济性及排放性都起着 重要作用。喷油器喷孑L的布置对燃油的射流、破碎、 雾化、蒸发等物理行为有关键影响，并直接影响缸内 的燃烧。本研究应用商用Fi r e软件，在Bosch公司 提出的第四代共轴向可变喷嘴共轨喷射系统基础 上，进一步研究喷孔交错布置以及双层布置在燃油 分布和燃烧改善方面的应用潜力。 1 数学模型和模型验证 1．1 数学模型 计算中所选用的数学模型主要有标准扩e气体 湍流模型、D ukow i cz液滴蒸发模型、W al l j et l 液滴 撞壁模型、D i es el cor e i nj ecti on液滴初次破碎模型、 K H —R T 液滴二次破碎模型、shel l 点火模型、E BU 湍流控制燃烧模型、Enabl e湍流扩散模型、扩大的 Zel dovi ch N O 生成模型和K ennedy—H i r oyar u— M agnus s en的Soot 生成模型。模拟中采用SI M — PI 。E算法进行模拟计算，该算法是求解压力耦合方 程的半隐式算法，其基本思想就是先假定一个压力 场，代入动量方程求出速度场，如果该速度场能满足 连续方程，则流场求解完毕。 1．2模型验证 发动机技术参数见表1......