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    基于成像技術(shù)的柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒模型開發(fā)

    2017-12-08 16:05:33王祥
    汽車文摘 2017年7期
    關(guān)鍵詞:消耗率缸內(nèi)氣缸

    基于成像技術(shù)的柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒模型開發(fā)

    能源危機(jī)、環(huán)境影響引發(fā)了汽車制造商開始專注于發(fā)動機(jī)優(yōu)化技術(shù)的開發(fā)。柴油機(jī)具有較高的熱效率,能夠提高燃油利用率,被廣泛應(yīng)用在客車、載貨汽車等中重型汽車上。對柴油機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化,需要模擬出發(fā)動機(jī)缸內(nèi)柴油燃燒的整個過程,從而實(shí)現(xiàn)對柴油機(jī)性能、燃油消耗和排放的預(yù)測。過去對發(fā)動機(jī)缸內(nèi)柴油燃燒過程的模擬,主要通過對缸內(nèi)壓力變化和柴油機(jī)熱釋放率來表示,不能精確反映出發(fā)動機(jī)缸內(nèi)柴油燃燒的完整過程。對此,需要開發(fā)出更為精確的柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒模型。

    新開發(fā)的柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒模型,主要基于美國桑迪亞國家實(shí)驗室開發(fā)的直噴式柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒模型。該模型利用噴霧成像技術(shù),獲得顯示柴油噴霧演化、柴油噴霧混合、預(yù)混燃燒、混合控制燃燒、顆粒物形成和NOx形成的圖像,并根據(jù)所有相關(guān)圖像綜合開發(fā)出缸內(nèi)燃燒模型。該模型將缸內(nèi)壓力、溫度和柴油噴霧成分看作均勻分布的,之后利用熱力學(xué)第一定律進(jìn)行熱力過程的計算。由于不能獲得柴油燃燒瞬間的清晰圖像,因而該模型對柴油在缸內(nèi)燃燒的模擬不能形成閉環(huán)循環(huán)。對此,新建立的模型考慮到了缸內(nèi)的非均勻性,將整個柴油氣缸分成6個獨(dú)立的區(qū)域,并分別對這6個區(qū)域的噴霧圖像進(jìn)行獨(dú)立的描述,分別建立每塊區(qū)域內(nèi)柴油噴霧的形成模型和燃燒模型。采用美國西南研究院測量的6缸重型柴油機(jī)的氣缸峰值壓力數(shù)據(jù)和有效燃油消耗率數(shù)據(jù)作為驗證數(shù)據(jù),對開發(fā)的柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒模型進(jìn)行驗證。驗證結(jié)果表明,在12種運(yùn)行工況下,所開發(fā)的柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒模型對氣缸峰值壓力的預(yù)測誤差為-2.2%,對有效燃油消耗率的預(yù)測誤差為0.67%,證明了所開發(fā)模型的準(zhǔn)確性。

    Murat Ates et al.SAE 2017-01-0537.

    編譯:王祥

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