燃烧室结构对天然气转子发动机燃烧过程的影响

第 5 1 卷第 2 2期 2 0 1 5 年 1 1月 机 械 工 程 学 报 J OU 『 RNAL OF M ECHAN I CAL E NGI NEE RI NG Vb 1 ． 51 NO V ． N O ． 2 2 2 0 1 5 DoI ： 1 0 ． 3 9 0 1 ／ J M E． 2 0 1 5 ． 2 2 ． 1 4 1 燃烧室结构对天然气转子发动机燃烧过程的影响木 范宝伟 潘剑锋 黄 俊 2 肖 曼 姚嘉琪 f 】 ． 1 江苏大学能源与动力工程学院 镇江 2 1 2 0 1 3 ； 2 ． 中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所 无锡 2 1 4 0 6 3 1 摘要 ：以一台 由端面进气汽油转子发动机改装而来 的预混天然气转子发动机 为研 究对象 ，在 F L U E N T 软件 的基础上通过编 程 实现转 子发动机 三维 网格的偏心运动，并选择合适 的湍流模型 、燃烧模 型以及详 细的 C H E MK I N 化 学反应机 理，建立基 于化 学反应 动力学的端面进气天然气转子发动机三维动态数值模拟模 型。 通过与试验数据进行对 比和分析 ， 验证 模型的可靠 性 。在此 基础 上，研究燃烧 室结构对 端面进气天然气转子发动机 的缸 内流场 、温度场和 中间产物 浓度 场的影响 。结果表 明， 当燃烧室 凹坑布 置于转 子 曲面长度方 向的前端和转子 曲面宽度方 向的中心 时， 燃烧过程 同时利用 了燃烧 室后 部的滚流 以及 燃 烧室 中部 高速 流区对火 焰的加速 作用 ，缸 内整体燃烧速率最大 。同时 ，其缸 内压力最大 以及 中间产物 O H 的生成量也最大 ， 其压力峰值 比中置 凹坑燃烧 室提 高了 1 9 ． 9 ％，但其 N O质量分数仍在 O ． 5 ％以内。 关键词 ：燃烧 室结构；天然气 ；端面进气 转子发动机；流场 ；燃烧过程 ；三维动态模拟 中图分类号：T K 4 5 I n f lue nc e o f Co m b us t i o n Ch a mbe r Co n f ig u r a t i o n o n Co mbu s t i o n Pr o c e s s o f Na t ur a l Ga s - f ue l e d Ro t a r y En g i n e s F AN Ba o we i P AN J i a n f e n g HUANG J u n XI AO M a ......