GDI汽油机混合气形成和碳烟生成过程的三维数值模拟

摘要：

缸内直喷汽油机(gasoline direct injection,GDI)的颗粒物排放问题越来越引起人们的重视.为解析GDI汽油机缸内碳烟生成机理,文中提出了一种改进的两步法碳烟模型,将该模型应用于Kiva-Chemkin软件中,对一款典型GDI汽油机的喷雾碰壁、混合气形成、燃烧和碳烟生成过程进行了三维计算流体力学(CFD)数值模拟.结果表明,GDI汽油机的碳烟主要源于缸内油气混合不均、壁面油膜的燃烧即池火燃烧.在均质混合气工作模式下,增加喷油提前角可使燃油雾化更好、油气混合均匀,从而降低碳烟生成.但如果喷油提前角过大,会导致喷雾碰壁,引起碳烟生成量急剧增加.在分层混合气工作模式下,碳烟主要来源于局部浓区.过早喷油不利于产生喷雾诱导的滚流,不利于油气均匀混合,会产生局部燃油浓区,从而导致缸内碳烟生成量较高.结果表明,文中提出的碳烟模型可较好地预测缸内碳烟生产过程.

关键词：颗粒物、缸内直喷汽油机(GDI)、碳烟模型、池火、混合气形成、数值模拟

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分类号：TK411(内燃机)

资助基金：国家重点基础研究发展计划项目973 项目2013CB228502.The National Basic Research Program of China 973 Program2013CB228502.

在线出版日期：2016-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：4472-4477