基于条件矩封闭模型仿真分析的重型柴油机碳烟形成

将多维条件矩封闭燃烧模型与二方程碳烟模型相结合，对柴油机缸内碳烟的形成进行仿真研究，并在可视单缸共轨柴油机上进行试验，验证仿真结果。共设置5组试验方案：2组不同滞燃期的高温方案、2组不同起喷时刻的低温方案和1组设置为多次喷射的低温方案。仿真与试验的对比内容包括燃料着火前的雾化分布情况、燃烧放热率及缸内碳烟瞬时生成量。

喷雾模型通过试验方案着火前的燃料浓度场分布影像进行验证。结果表明，仿真计算得到的滞燃期与试验值十分吻合，最高误差保证在1°曲轴转角范围内；而仿真得到的放热率结果显示预混合燃烧放热比试验值低，原因是仿真计算过程中介质分层现象比试验过程严重，导致预混合燃烧量低于试验值；在两组高温方案条件下，仿真得到的碳烟生成情况与试验较吻合，两组方案中碳烟量峰值相对于试验值的偏差分别为4%和23%，且峰值出现时刻偏差在1°曲轴转角之内；在几组低温方案中，仿真得到的碳烟生成曲线形状及碳烟生成时刻都与试验值十分吻合；就碳烟生成量的具体数值而言，多次喷射、早喷和晚喷方案对应的试验值分别为仿真值的1.25倍、2倍及3.8倍。

刊名：Fuel（英）

刊期：2014年第117期

作者：Michele Bolla et al

编译：韩晓梅