湍流動能的時空分布對部分預(yù)混燃燒運行的輕載CI發(fā)動機(jī)傳熱系數(shù)的影響

更嚴(yán)格的排放法規(guī)以及更加高效發(fā)動機(jī)的需求推動了壓燃（CI）發(fā)動機(jī)中很有前景燃燒概念設(shè)計的發(fā)展。與傳統(tǒng)的柴油機(jī)燃燒相比，這些燃燒概念設(shè)計大多數(shù)傾向于低溫稀薄燃燒，特別適合潛在獲取更低排放和低油耗情形。而且，在這體系當(dāng)中，使用汽油作為燃料的部分預(yù)混合燃燒（PPC）是最能被人們接受的概念設(shè)計之一。但是對使用這些燃燒概念設(shè)計引起的傳熱變化缺乏研究，而傳熱變化很有可能成為發(fā)動機(jī)性能改進(jìn)的關(guān)鍵因素。因此，為了深入了解汽油PPC傳熱系數(shù)，本文研究了汽油在后期壓縮和早期膨脹期間的演變，旨在分析湍流動能（TKE）的時空演變對傳熱系數(shù)的影響。該分析主要基于粒子圖像測速（PIV）數(shù)據(jù)的實驗TKE圖（見圖1），使用了修正的Woschni相關(guān)性對壁給熱系數(shù)進(jìn)行估算。還分析了幾種燃料噴射策略對TKE場以及傳熱系數(shù)變化的影響。

圖1 光學(xué)裝置

研究結(jié)論總結(jié)如下：

在電機(jī)運轉(zhuǎn)的情況下，活塞運動似乎可以調(diào)節(jié)TKE的峰值水平，以及由擠壓流動引起的碗形上部區(qū)域的強(qiáng)烈影響。

在燃燒過程中，高水平的TKE水平發(fā)生在碗狀中部區(qū)域。與多重噴射策略相比，單一噴射策略的影響更大。單一噴射策略在燃燒開始之前對傳熱系數(shù)（參考電動機(jī)的情況）的影響主要由流場的變化驅(qū)動。

在燃燒開始之后，缸內(nèi)熱力學(xué)條件使得傳熱系數(shù)水平升高。