吉林大学学报(工学版) ›› 2014, Vol. 44 ›› Issue (6): 1647-1654.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201406018

• • 上一篇    下一篇

柴油机燃烧室结构对混合气形成及燃烧特性的影响

林学东1, 顾静静1, 李德刚1, 侯玉晶1, 崔磊2   

  1. 1.吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室,长春 130022;
    2.上海汽车集团股份有限公司 技术中心,上海 201804
  • 收稿日期:2013-08-03 出版日期:2014-11-01 发布日期:2014-11-01
  • 通讯作者: 李德刚(1976-),男,讲师,博士.研究方向:内燃机工作过程优化及电子控制.E-mail:ldg@jlu.edu.cn
  • 作者简介:林学东(1959-),男,教授,博士生导师.研究方向:内燃机工作过程优化及电子控制.E-mail:
  • 基金资助:
    吉林省青年科学基金项目(201202052); 中国博士后科学基金项目(2013M541295)

Effects of combustion chamber on the mixture formation and combustion characteristics of diesel engine

LIN Xue-dong1, GU Jing-jing1, LI De-gang1, HOU Yu-jing1, CUI Lei2   

  1. 1.State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control, Jilin University, Changchun 130022,China;
    2.Technical Center of SAIC Motor, Shanghai 201804,China
  • Received:2013-08-03 Online:2014-11-01 Published:2014-11-01

RICH HTML

0   

PDF (PC)

449

摘要： 针对已开发的2.0 L型高压共轨直喷柴油机燃烧室,利用FIRE软件建立其仿真计算模型,仿真分析了不同燃烧室结构对缸内速度场以及湍流特性的影响,并引入与混合气形成和燃烧过程密切相关的无量纲参数Da数,研究了燃烧室结构形状对混合气形成机理、燃烧过程以及NO和SOOT生成率的影响。结果表明:通过合理设计燃烧室的结构形状可以有效组织混合气的形成和燃烧过程,从而抑制NO和SOOT的生成。

关键词: 动力机械工程, 燃烧室形状, 当量比, 数, NO生成率, SOOT生成率

Abstract: Based on the combustion chamber of a developed 2.0 L CR high-pressure DI diesel engine, a simulation model was established using software FIRE. The effects of different combustion chamber structures on the velocity field and turbulent characteristics inside the chamber were analyzed by using simulation. Besides, a dimensionless parameter Da number, which is closely related to the mixture formation and combustion process, was introduced in this paper. The influence of the chamber structure on the mixture formation mechanism, the combustion process and the generation rates of NO and soot were analyzed. The results show that the formation of NO and soot can be effectively prevented by controlling the mixture formation and the combustion process through the rational design of the combustion chamber structure.

Key words: power machinery energy, combustion chamber structure, equivalence ratio, number, NO generation rate, SOOT generation rate

中图分类号: 

  • TK421
[1] Stephen J. Charlton, developing diesel engines to meet ultra-low emission standards[C]∥SAE 2005-01-3628.
[2] Caroline L Genzale, Rolf D Reitz,Mark P B Musculus. Effects of piston bowl geometry on mixture development and late-injection low-temperature combustion in a heavy-duty diesel engine[C]∥SAE Paper, 2008-01-1330.
[3] Gao Jian, Matsumoto Yuhei, Namba Makoto, et al. Group-hole nozzle effects on mixture formation and incylinder combustion processes in direct-injection diesel engines[C]∥SAE Paper, 2007-01-4050.
[4] 田维.高速直喷柴油机混合气形成动态特性及其对燃烧过程的影响[D].吉林大学汽车工程学院,2010. Tian Wei. Investigation of the feature of high speed direct injection diesel engine air-fuel mixture formation process and its effect on combustion and emission characteristic[D].College of Automotive Engineering,Jinlin University 2010.
[5] 崔磊.高压共轨柴油机混合气形成及燃烧特性的研究[D]. 吉林大学汽车工程学院,2013. Cui-Lei Study on the Mixture Formation and Combustion Characteristics on Common Rail Diesel Engine[D]. College of Automotive Engineering,Jinlin University 2013.
[6] Williams Bradley A, Sutton Jeffrey A, Fleming James W. The role of methylene in prompt NO formation[C]∥Proceedings of the Combustion Institute 32 (2009) 343-350.
[7] Konnov A A. Implementation of the NCN pathway of prompt-NO formation in the detailed reaction mechanism[J]. Combustion and Flame,2009,156: 2093-2105.
[1] 江涛,林学东,李德刚,杨淼,汤雪林. 基于人工神经网络的放热规律的量化预测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1747-1754.
[2] 董伟,宋佰达,邱立涛,孙昊天,孙平,蒲超杰. 直喷汽油机暖机过程中两次喷射比例对燃烧和排放的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1755-1761.
[3] 郭昊添,徐涛,梁逍,于征磊,刘欢,马龙. 仿鲨鳃扰流结构的过渡段换热表面优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1793-1798.
[4] 金顺福,王宝帅,郝闪闪,贾晓光,霍占强. 基于备用虚拟机同步休眠的云数据中心节能策略及性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1859-1866.
[5] 赵东,孙明玉,朱金龙,于繁华,刘光洁,陈慧灵. 结合粒子群和单纯形的改进飞蛾优化算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1867-1872.
[6] 刘恩泽,吴文福. 基于机器视觉的农作物表面多特征决策融合病变判断算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1873-1878.
[7] 单泽彪,刘小松,史红伟,王春阳,石要武. 动态压缩感知波达方向跟踪算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1938-1944.
[8] 刘兆惠, 王超, 吕文红, 管欣. 基于非线性动力学分析的车辆运行状态参数数据特征辨识[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1405-1410.
[9] 宫亚峰, 王博, 魏海斌, 何自珩, 何钰龙, 申杨凡. 基于Peck公式的双线盾构隧道地表沉降规律[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1411-1417.
[10] 宋军, 石雪飞, 阮欣. 大体积混凝土热学参数识别的优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1418-1425.
[11] 林学东, 江涛, 许涛, 李德刚, 郭亮. 高压共轨柴油机起动工况高压泵控制策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1436-1443.
[12] 李志军, 汪昊, 何丽, 曹丽娟, 张玉池, 赵新顺. 催化型微粒捕集器碳烟分布及其影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1466-1474.
[13] 秦静, 徐鹤, 裴毅强, 左子农, 卢莉莉. 初始温度和初始压力对甲烷-甲醇裂解气预混层流燃烧特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1475-1482.
[14] 董飒, 刘大有, 欧阳若川, 朱允刚, 李丽娜. 引入二阶马尔可夫假设的逻辑回归异质性网络分类方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1571-1577.
[15] 念腾飞, 李萍, 林梅. 冻融循环下沥青特征官能团含量与流变参数灰熵分析及微观形貌[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1045-1054.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 许思传,李荣庆,程钦,郭英男,张纪鹏,孙济美,王永富 . 边界条件对乙醇HCCI发动机燃烧的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2007, 37(01): 74 -78 .
[2] 常国峰;郭英男;张纪鹏;唐辉;刘巽俊;许思传. 快速压缩机漏气量的计算方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2007, 37(06): 1247 -1250 .
[3] 金振华；高大威；卢青春；阎东林 . 燃料电池汽车车载信息监控系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2006, 36(06): 876 -0880 .
[4] 徐云飞，金振华，卢青春，闫东林 . 能量混合型燃料电池城市客车
系统设计与性能测试
[J]. 吉林大学学报(工学版), 2007, 37(02): 296 -0300 .
[5] 常国峰，郭英男，张纪鹏，王永珍，刘巽俊，许思传 . 用快速压缩机研究异辛烷燃料均质压燃的燃烧特性
[J]. 吉林大学学报(工学版), 2009, 39(02): 310 -0314 .
[6] 田径, 刘忠长, 韩永强, 金华玉, 李骏, 李康, 徐振波. 喷油参数对车用发动机油气混合及燃烧的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2010, 40(02): 370 -0375 .
[7] 解方喜, 洪伟, 段伟, 李小平. 近后喷对高压共轨柴油机燃烧过程影响的数值计算[J]. 吉林大学学报(工学版), 2010, 40(05): 1193 -1198 .
[8] 田径, 韩永强, 刘忠长, 李骏, 李康. 柴油机燃油催化微粒后处理器性能与再生[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(01): 18 -0023 .
[9] 许思传, 张建华, 孙济美. 涡流比对直喷式柴油机缸内湍流流动规律的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2000, 30(01): 11 -15 .
[10] 侯中军, 江洪春, 王仁芳, 胡军, 马由奇, 王克勇, 燕希强, 戚朋, 明平文. 轿车用燃料电池发动机示范应用稳定性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(增刊2): 131 -136 .
版权所有 © 《吉林大学学报(工学版)》编辑部
地址：长春市人民大街5988号　电话：+86-431-85095297　传真：+86-431-85094074　E-mail: xbgxb@jlu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发