用于分析GDI汽油機燃燒排放的計算流體力學建模和煙塵建模

用于分析GDI汽油機燃燒排放的計算流體力學建模和煙塵建模

汽油缸內直噴（GDI）技術可以直接將汽油噴入燃燒室，可以實現較低的燃油消耗和較高的功率輸出，因此在汽車行業越來越受歡迎。但是，GDI技術與空氣中超細顆粒物（PM）的排放有關,煙塵是PM的一種。隨著排放法規的日益嚴格，研究GDI汽油機中煙塵如何產生是有必要的。采用試驗和光學技術的方法，應用計算流體力學（CFD）建模來分析缸內燃油發生的物理和化學現象。介紹了煙塵建模和GDI汽油機在燃燒和排放階段CFD建模的最新進展。關于燃料動力學，GDI汽油機分別使用基礎燃料（PRF，主要由異辛烷和正庚烷組成）和甲苯參比燃料（TRF）進行試驗,并分別進行評價。提出含有多種成分的代用燃料模型，以研究燃料在實際燃燒時的狀態。

TRF燃料更適合于多維CFD建模及仿真，其TRF燃料在未來可能會被應用在GDI汽油機的CFD建模中，這是因為TRF燃料的成分為代表烴類的烷烴和芳族化合物，主要存在于實際的汽油燃料中。在GDI汽油機中，建立的煙塵模型需要考慮GDI汽油機和普通柴油機之間的差異，如燃料類型的不同、燃燒溫度、混合強度（燃料和空氣比例），以及排出氣體的成分等因素。因此，提出了多級煙塵模型，該模型涵蓋幾個重要階段（如成核、表面生長、凝固和氧化等），比過度簡化的經驗模型考慮得更為全面。該多級煙塵模型可以精確地描述煙塵的排放過程，并且較精確、適用性較高、成本較低。因此，多級煙塵模型在未來會在GDI汽油機中廣泛使用。

刊名：AppliedThermal Engineering（英）

刊期：2016年第8期

作者：JingYangTan etal

編譯：野晨晨