基于米勒循环的柴油机缸内燃烧CFD仿真分析
2021-01-06胡益倪计民石秀勇管志云
车用发动机 2020年6期
关键词:模型
胡益,倪计民,石秀勇,管志云
(同济大学汽车学院,上海 201804)
传统内燃机一般使用Otto循环和Diesel循环。1947年Ralph H Miller提出了新的循环方式——米勒循环,即通过改变进气门的关闭时刻来减小发动机的有效压缩比,从而可以影响整个燃烧过程中气缸内的压力和温度,实现膨胀比高于压缩比的效果。这可以减少发动机的热负荷以及机械负荷,获得较高的比功率输出和较低的油耗,同时可以降低燃烧温度和排气温度并控制排放[1]。米勒循环至今已提出70余年,前期并没有太多的应用。近年来石油消耗的剧增以及自然环境的污染使得人们对汽车的能耗和排放越来越重视,在节能减排的国际新形势下,米勒循环越来越受到青睐,在车用发动机上开始了研发和应用[2-4]。以往学者对米勒循环的研究主要在汽油机上展开[5-6],在柴油机上的研究相对较少,因为采用米勒循环会减少进气量。在汽油机上可以通过加大节气门开度来弥补进气损失,而这在柴油机上无法实现,需要改变增压比来改善进气,这就使得性能匹配比较困难。另外,采用米勒循环后缸内的燃烧与原机相比会有所不同,因此对气缸内燃烧的研究也非常必要[7-9]。完整的柴油机燃烧过程包括气体的流动,喷雾的破碎、碰撞、聚合、蒸发、着壁、飞溅,预混燃烧和扩散燃烧。根据上述研究背景,本研究基于米勒循环,针对一台大型中速柴油机,通过改变增压比使其最高燃烧压力与原机保持一致,应用Converge软件建立燃烧模型,应用Boost软件进行一维计算来设定边界参数和初始条件,研究柴油机缸内燃烧,并与原机缸内燃烧进行比较,分析米勒循环对燃烧的影响。……
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