汽油直喷发动机燃料混合物形成的影响研究

汽油直喷发动机燃料混合物形成的影响研究

汽油直喷发动机旨在提供清洁和有效的燃烧，而混合燃料质量的控制和碳氢化合物的减排是这种发动机所面临的关键挑战。在发动机压缩冲程期间模拟了气体燃料在汽油直喷发动机内混合物的形成，评估了发动机喷嘴类型、喷射压力和喷射正时效应对汽油喷射过程以及燃料混合物形成质量的影响，并对其进行计算流体动力学分析。模拟评估结果如下。

（1）喷射正时对燃料混合物的混合速率有很大影响，而受喷射压力的影响较小。当发生喷射延时时，高速喷射导致燃料冲击气缸壁，能够显著提高燃料的混合速率。

（2）喷嘴类型对燃料混合物也有很大影响。55°空心锥形喷嘴对自由喷射燃料混合物最有效，而圆形喷嘴和45°空心锥形喷嘴主要影响燃料混合物对气缸壁的冲击。

（3）在压缩冲程结束时，利用55°空心锥形喷嘴与喷射提前或者利用圆形喷嘴与喷射延迟都能够使燃料-空气混合物最均匀。利用45°空心锥形喷嘴与喷射延时能够产生最精细的燃料混合物。

（4）喷射延迟、圆形喷嘴和45°空心锥形喷嘴促进了活塞碗中环形涡流的产生。这种喷射机制能够减少燃料在活塞-气缸-活塞环间隙内流动和未燃碳氢化合物的产生，而喷射提前能够减少燃料与活塞衬套的接触。

（5）利用平面激光诱导荧光技术和大涡模拟对发动机内燃料混合物进行相位空间分析。相位空间分析揭示了燃料混合物演化的两个阶段：燃料在气缸内迅速扩散和燃料均匀混合。

刊名：Energy（英）

刊期：2016年第94期

作者：KarriKeskinenetal.

编译：朱会