湍流动能的时空分布对部分预混燃烧运行的轻载CI发动机传热系数的影响

更严格的排放法规以及更加高效发动机的需求推动了压燃（CI）发动机中很有前景燃烧概念设计的发展。与传统的柴油机燃烧相比，这些燃烧概念设计大多数倾向于低温稀薄燃烧，特别适合潜在获取更低排放和低油耗情形。而且，在这体系当中，使用汽油作为燃料的部分预混合燃烧（PPC）是最能被人们接受的概念设计之一。但是对使用这些燃烧概念设计引起的传热变化缺乏研究，而传热变化很有可能成为发动机性能改进的关键因素。因此，为了深入了解汽油PPC传热系数，本文研究了汽油在后期压缩和早期膨胀期间的演变，旨在分析湍流动能（TKE）的时空演变对传热系数的影响。该分析主要基于粒子图像测速（PIV）数据的实验TKE图（见图1），使用了修正的Woschni相关性对壁给热系数进行估算。还分析了几种燃料喷射策略对TKE场以及传热系数变化的影响。

图1 光学装置

研究结论总结如下：

在电机运转的情况下，活塞运动似乎可以调节TKE的峰值水平，以及由挤压流动引起的碗形上部区域的强烈影响。

在燃烧过程中，高水平的TKE水平发生在碗状中部区域。与多重喷射策略相比，单一喷射策略的影响更大。单一喷射策略在燃烧开始之前对传热系数（参考电动机的情况）的影响主要由流场的变化驱动。

在燃烧开始之后，缸内热力学条件使得传热系数水平升高。