郭建军, 刘一泽, 邬斌扬, 苏万华

(天津大学 内燃机燃烧学国家重点实验室, 天津 300072)

0 概述

在日益严峻的能源环境局势下，节能减排成为了内燃机领域的研究重点。合理组织缸内油气混合是使柴油机获得良好性能的关键，其重点在于保证燃烧室、进气系统、喷油系统三者的合理匹配[1]。其中，燃烧室的形状对缸内气流运动[2]、喷雾的撞壁与附壁发展[3]、缸内燃烧过程[4]、壁面传热损失[5]、大气污染物的生成与氧化[6]等均有较大影响，因此燃烧室的优化设计是燃烧系统优化的重要内容。

对燃烧室形状进行合理优化可有效改善发动机性能。例如，文献[7]中在标定转速全负荷工况下，通过对一台增压重型柴油机的燃烧室的唇口直径、唇口深度和中央凸台高度的优化，减少了60%的颗粒物排放，使其只需加装选择性催化还原装置而无需加装颗粒捕集器即可满足Tier 4排放法规要求，同时燃油消耗率降低了2%。文献[8]中对一台车用柴油机的燃烧室进行了优化，使外特性油耗平均降低了约2.0 g/(kW·h)，欧洲稳态测试循环加权油耗降低了2.2 g/(kW·h)，而加权NOx比排放基本不变。

重型柴油机常运行于高负荷工况，此时每循环喷油量大,喷油持续期长，缸内可燃混合气难以快速形成并参与燃烧。这使得在高负荷工况进一步改善重型柴油机的性能相对困难。

高密度-低温燃烧技术[9]具有在高负荷甚至全负荷工况下实现高效率低排放燃烧的潜力。在高密度-低温燃烧中，充量密度起着重要的作用，通常利用高增压技术配合深度米勒循环技术，实现较常规柴油机更大的缸内充量密度，从而降低缸内温度的升高幅度，提高油气混合速率[10]。……