雙階段燃燒系統對點燃式發動機稀混燃燒的作用

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雙階段燃燒系統對點燃式發動機稀混燃燒的作用

研究了有1個預燃室的雙階段燃燒系統在點燃式發動機上的應用，主要研究降低部分負荷的節流損失和NOx排放。試驗選擇了4沖程壓燃S320發動機的改裝機，改裝的預燃室如圖1所示，其容積是整個燃燒室容積的4.5%，預燃室與主燃燒室相連的通道直徑為3、6或9mm。汽油和空氣的混合氣由主燃燒室進入預燃室，在壓縮行程末期，噴入少量氣態LPG，將稀混合氣增至化學計量比附近，以滿足簡單可靠點火的需要。在轉速為1000r/min，過量空氣系數分別為1.4和2.0的條件下，對不同直徑的連接通道進行測試，同時使用KIVA-3V代碼進行三維建模模擬。

圖1　改裝的預燃室結構

試驗結果和模擬結果具有良好的一致性，從模擬結果中可獲得較好的溫度分布。試驗結果表明：①具有預燃室的點燃式發動機有助于稀混合氣的燃燒。雙階段燃燒系統不僅保證混合氣在過量空氣系數達到2.0時還能連續燃燒，而且可明顯地加快燃燒過程，提高發動機的工作穩定性。在測試過程中無任何失火事件。②當發動機運行在過量空氣系數為1.8或更高的工況時，NOx排放量為0.37～1.71g/kW·h。③從模擬結果看，連接通道的直徑對于氣體流動的影響十分重要，并且強烈影響主燃燒室內的燃燒速率和燃燒持續時間。④在部分負荷時使用稀混合氣可以減少節流損失。

網址：http://www.sciencedirect. com

作者：Stanislaw Szwaja et al

編譯：羅濤