王 龙，王宪成

(陆军装甲兵学院车辆工程系，北京 100072)

0 引言

柴油机在低温低压的高原环境下起动时，较低的燃油温度导致喷射压力、喷雾质量和压缩终了时的缸内温度都比较低[1]；加之缸内吸入空气质量减少，较低的过量空气系数导致燃烧恶化，因此高原环境下的起动过程发生失火现象的概率增加，甚至导致起动失败[2,3]。因此，需要通过对燃油进行预热，从而改善起动性能。

燃烧首循环指起动过程中缸内开始燃烧的第一个循环，此时柴油机转速低，缸内压力低，燃油雾化质量差，可燃混合气的形成困难；壁面温度低，缸内温度分布不均匀，燃烧条件差，在此循环中极易发生不完全燃烧，甚至失火现象，对柴油机的起动性能有着重要影响[4]。本文通过模拟高原环境柴油机起动试验确定燃烧首循环的转速，据此建立缸内喷雾燃烧三维模型，研究该转速下燃油温度对缸内燃烧的影响。

1 试验条件

在某型柴油发动机台架上模拟高原环境(海拔3700m)下的起动过程试验，测得的柴油机起动过程的转速和缸压，如图1所示。为消除随机误差，起动过程试验进行3次，测得燃烧首循环的平均转速为164r/min。

图1 柴油机高原起动过程

2 燃烧首循环模型的建立与验证

2.1 模型建立

采用KH-ACT油滴破碎模型、Frossling蒸发模型、O’rourke碰撞模型、Dynamic Drag阻力模型、Wall Film碰壁模型和SAGE燃烧模型建立缸内三维喷雾燃烧模型。由于燃烧室呈对称状，因此选取1/8部分作为计算区域，并通过自适应方法对该区域进行网格划分，基础网格尺寸2mm，初始网格总数53082个，网格图如图2所示。……