汽油直噴發動機燃料混合物形成的影響研究

汽油直噴發動機燃料混合物形成的影響研究

汽油直噴發動機旨在提供清潔和有效的燃燒，而混合燃料質量的控制和碳氫化合物的減排是這種發動機所面臨的關鍵挑戰。在發動機壓縮沖程期間模擬了氣體燃料在汽油直噴發動機內混合物的形成，評估了發動機噴嘴類型、噴射壓力和噴射正時效應對汽油噴射過程以及燃料混合物形成質量的影響，并對其進行計算流體動力學分析。模擬評估結果如下。

（1）噴射正時對燃料混合物的混合速率有很大影響，而受噴射壓力的影響較小。當發生噴射延時時，高速噴射導致燃料沖擊氣缸壁，能夠顯著提高燃料的混合速率。

（2）噴嘴類型對燃料混合物也有很大影響。55°空心錐形噴嘴對自由噴射燃料混合物最有效，而圓形噴嘴和45°空心錐形噴嘴主要影響燃料混合物對氣缸壁的沖擊。

（3）在壓縮沖程結束時，利用55°空心錐形噴嘴與噴射提前或者利用圓形噴嘴與噴射延遲都能夠使燃料-空氣混合物最均勻。利用45°空心錐形噴嘴與噴射延時能夠產生最精細的燃料混合物。

（4）噴射延遲、圓形噴嘴和45°空心錐形噴嘴促進了活塞碗中環形渦流的產生。這種噴射機制能夠減少燃料在活塞-氣缸-活塞環間隙內流動和未燃碳氫化合物的產生，而噴射提前能夠減少燃料與活塞襯套的接觸。

（5）利用平面激光誘導熒光技術和大渦模擬對發動機內燃料混合物進行相位空間分析。相位空間分析揭示了燃料混合物演化的兩個階段：燃料在氣缸內迅速擴散和燃料均勻混合。

刊名：Energy（英）

刊期：2016年第94期

作者：KarriKeskinenetal.

編譯：朱會