双阶段燃烧系统对点燃式发动机稀混燃烧的作用



双阶段燃烧系统对点燃式发动机稀混燃烧的作用

研究了有1个预燃室的双阶段燃烧系统在点燃式发动机上的应用，主要研究降低部分负荷的节流损失和NOx排放。试验选择了4冲程压燃S320发动机的改装机，改装的预燃室如图1所示，其容积是整个燃烧室容积的4.5%，预燃室与主燃烧室相连的通道直径为3、6或9mm。汽油和空气的混合气由主燃烧室进入预燃室，在压缩行程末期，喷入少量气态LPG，将稀混合气增至化学计量比附近，以满足简单可靠点火的需要。在转速为1000r/min，过量空气系数分别为1.4和2.0的条件下，对不同直径的连接通道进行测试，同时使用KIVA-3V代码进行三维建模模拟。

图1　改装的预燃室结构

试验结果和模拟结果具有良好的一致性，从模拟结果中可获得较好的温度分布。试验结果表明：①具有预燃室的点燃式发动机有助于稀混合气的燃烧。双阶段燃烧系统不仅保证混合气在过量空气系数达到2.0时还能连续燃烧，而且可明显地加快燃烧过程，提高发动机的工作稳定性。在测试过程中无任何失火事件。②当发动机运行在过量空气系数为1.8或更高的工况时，NOx排放量为0.37～1.71g/kW·h。③从模拟结果看，连接通道的直径对于气体流动的影响十分重要，并且强烈影响主燃烧室内的燃烧速率和燃烧持续时间。④在部分负荷时使用稀混合气可以减少节流损失。

网址：http://www.sciencedirect. com

作者：Stanislaw Szwaja et al

编译：罗涛