湍流動能的時空分布對部分預混燃燒運行的輕載CI發動機傳熱系數的影響

更嚴格的排放法規以及更加高效發動機的需求推動了壓燃（CI）發動機中很有前景燃燒概念設計的發展。與傳統的柴油機燃燒相比，這些燃燒概念設計大多數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，在這體系當中，使用汽油作為燃料的部分預混合燃燒（PPC）是最能被人們接受的概念設計之一。但是對使用這些燃燒概念設計引起的傳熱變化缺乏研究，而傳熱變化很有可能成為發動機性能改進的關鍵因素。因此，為了深入了解汽油PPC傳熱系數，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的影響。該分析主要基于粒子圖像測速（PIV）數據的實驗TKE圖（見圖1），使用了修正的Woschni相關性對壁給熱系數進行估算。還分析了幾種燃料噴射策略對TKE場以及傳熱系數變化的影響。

圖1 光學裝置

研究結論總結如下：

在電機運轉的情況下，活塞運動似乎可以調節TKE的峰值水平，以及由擠壓流動引起的碗形上部區域的強烈影響。

在燃燒過程中，高水平的TKE水平發生在碗狀中部區域。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（參考電動機的情況）的影響主要由流場的變化驅動。

在燃燒開始之后，缸內熱力學條件使得傳熱系數水平升高。