徐春龙

基于标量场协同的柴油机油气混合特性研究

徐春龙

（中国北方发动机研究所，天津 300400）

研究过量空气系数对柴油机缸内油气混合特性的影响情况。基于柴油机缸内燃油混合气浓度和湍流混合速率两个微观物理场的耦合作用，定义混合协同效率和混合协同度对缸内混合特性进行定量描述。随着过量空气系数的升高，燃油混合气浓度场和湍流混合场相互作用的持续时间增长。在过量空气系数1.3~1.6范围内，随着过量空气系数的增加，混合协同效率的峰值逐渐降低。在过量空气系数1.6~2.2范围内，随着过量空气系数的增加，混合协同效率的峰值整体呈上升趋势。过量空气系数1.7前后混合协同度的变化规律不同。过量空气系数达到1.7后，随着进气量的增加油气混合质量改善的空间减小。

柴油机；标量场；混合特性；混合协同效率；混合协同度

柴油机扩散燃烧的特点使得缸内的油气混合质量对燃烧起着至关重要的作用。因此对缸内混合过程进行研究有助于分析和改善实机的性能，具有非常重要的工程应用价值。

为了理解缸内的油气混合过程，众多的学者从传热[1]、燃油的属性[2]及燃烧系统参数[3-4]等对油气混合的影响的角度进行了大量的研究，但大都是从定性的角度进行研究。为了定量地了解油气混合过程，部分学者结合数值模拟进行研究。大致分为三种方法：第一种是基于统计学的角度对此展开研究，从浓度方差[5]等数学概念或者对缸内的混合气进行分区段研究[6]；……