超高壓噴射條件下非常態燃油的缸內燃燒排放特性研究

楊 昆，歐陽光耀，安士杰，劉 琦

(海軍工程大學 動力工程學院，湖北 武漢 430033)

超高壓噴射條件下非常態燃油的缸內燃燒排放特性研究

楊 昆，歐陽光耀，安士杰，劉 琦

(海軍工程大學 動力工程學院，湖北 武漢 430033)

以改善大功率柴油機的燃燒與排放性能為目標，創新性地提出 180 MPa 以上的超高燃油噴射壓力。建立包括進氣道和燃燒室在內的三維幾何模型，利用 AVL FIRE 軟件對仿真模型進行動網格劃分，將燃油噴射系統的噴嘴內流場計算結果作為邊界條件對燃燒過程進行仿真計算，分析燃油物性參數的變化以及噴嘴參數對柴油機燃燒排放性能的影響。結果表明：當燃油的物性參數發生變化之后，噴孔內部空化效應的增強有助于油束獲得良好的初始破碎狀態，霧化效果好，缸內燃燒過程進行得更加充分；當噴孔直徑增大時，油滴初始湍動能增強，運動發展范圍較大，噴油持續期短，后期排放物濃度小；隨著噴射夾角增大，缸內燃油與空氣混合得更加均勻，燃燒性能進一步提高。

超高壓噴射；燃燒排放特性；FIRE；非常態燃油

0 引 言

燃燒與排放特性是柴油機整機經濟性能和動力性能的最直接體現，是前期燃油噴射過程和缸內燃油霧化過程的綜合結果，是內燃機領域內的學術者們開展相關研究的理想切入點[1]。在超高的燃油噴射壓力條件下，燃油的物性參數發生了很大變化，不能再以常態燃油作為計算介質。同時噴孔內部的空化流動特性

以及缸內油束的運動發展都與傳統的工作過程有巨大的差異[2]，對燃燒與排放特性產生了較大的影響。……