轻型柴油机狭缝处碳烟形成的模拟研究

研究了轻型柴油机燃烧室碳烟的空间生成过程，通过将化学求解器及CHEMKIN软件嵌入到商业流体力学软件ANSYS FLUENT12中，模拟分析了碳烟的形成。由于碳烟多在燃烧室缝隙中产生，所以在模拟过程中对缝隙处的网格质量有很高的要求，这样才能定量和定性地分析缝隙处碳烟的形成过程。图1为上止点处燃烧室模拟计算网格，可以看出，该网格着重考虑了狭缝处的网格模型。

研究过程分别考虑了不同的喷射策略对碳烟尤其是狭缝处碳烟形成过程的影响。图2为本研究所用喷射策略示意图。结果表明，缝隙中碳烟的形成过程分为点火以后和膨胀行程末期两个阶段，前者主要是由于活塞上行挤压运动引起的，后者主要是膨胀末期在衬套处形成较多的碳烟。对于大多数的喷射策略，衬套处碳烟和缝隙处碳烟的形成趋势相同，但早喷情况除外，因为早喷时在缝隙处形成的碳烟非常少。对于单次喷射策略，当喷射时刻被推迟时，衬套处碳烟和狭缝处碳烟都增加；对于多次喷射策略，通过推迟喷射时刻，以及加大多次喷射时间间隔，碳烟排放都明显增加。

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作者：Shin Mei Tan et al

编译：张自雷