论文部分内容阅读
日趋严格的燃油经济性指标和排放标准使得清洁高效的汽车代用燃料的研究成为国际上的热门问题之一,于众多汽车清洁燃料中,液化石油气(LPG)以其具有辛烷值高,燃烧产物中有害物质少等特点,相比较其他燃料而言,具有很高的推广价值,已经成为当下国际上最有推广价值的低污染燃料之一。为了改善经济性、动力性与排放性能,与传统的预混合均值燃烧不同,本文对LPG液态直喷稀薄燃烧发动机混合气的形成与燃烧的过程进行了模拟与分析。本文采用WL FIRE软件,分别解析了LPG直喷发动机壁面引导与喷雾-壁面复合引导两种模式下混合气的形成与燃烧过程。为了提高模拟结果的准确性,在计算的过程中将化学反应动力学机理耦合在其中。为了解决详细的化学反应动力学模型与CFD模型耦合计算时较长的时间要求与较高的硬件要求的问题,本文将LPG详细的化学反应动力学模型简化为包含32个组分69个化学反应的简化模型,并对简化的动力学模型进行有效性验证。分别对整体空燃比为40：1与60：1下壁面引导与喷雾-壁面复合引导两种混合气形成模式下混合气形成与燃烧的过程进行了数值解析。解析结果表明,当选择空燃比为40：1时,对于壁面引导,设定喷油定时为60℃ABTDC,在点火时刻,火花塞处可以形成较浓混合气,周围混合气浓度变稀；点火提前角对CO与NO的排放有一定影响,随着点火提前角的减小,CO与NO的排放量减小；于700°CA时点火,放热率峰值最大,缸内压强较高、做功多,可获得较好的燃耗特性。对于喷雾-壁面复合引导,CO排放量较壁面引导模式下少,其他解析结果与喷雾-壁面复合引导相似。当选择空燃比为60：1时,壁面引导模式下燃烧速度变慢、做功减少；喷雾-壁面复合引导模式下于700。CA点火时,可正常点火燃烧,有较好的燃烧特性,与整体空燃比为40：1下相比CO、与NO的排放大量减少。