分层稀燃LPG直喷发动机燃烧过程数值解析.pdf

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1、第3l卷．第2期v01．31No．22014年4月内燃机与动力装置I．c．E&PowerplantApr．2014【模拟计算】引分层稀燃LPG直喷发动机燃烧过程数值解析于云飞，葛新阳，许伯彦，李新海(山东建筑大学机电工程学院，山东济南250101)摘要：简化LPG燃烧反应机理模型，将反应机理简化为包含30种组分50个化学反应的机理。将简化的反应机理导入AVLFIRE软件模拟混合气的形成，并通过外设点火文件的方法实现点火，模拟计算混合气的燃烧过程。计算了燃烧过程中混合气形成以及在不同点火时刻下燃烧放热率、缸内温度、压力随曲轴转角的变化。当设定喷油定时为60。CABTDC时，在点火时刻，火

2、花塞处可以形成较浓混合气，空燃比约为14．625：1；点火提前角对C0与NO的排放有一定影响，随着点火提前角的减小，CO与N0的排放量减小；于70loCA时点火，放热率峰值最大，可获得较好的燃耗特性。关键词：LPG；反应机理；燃烧放热率；曲轴转角中图分类号：TK432文献标志码：A文章编号：1673—6397(2014)02—0028—04TheSimIIlationoftheGasMixtureandCombustionofaLiquidPhaseLPGInjectionEngineCoupledwithSimpHfiedChemicalReactionMechaIlismModel

3、YUYun—fei，GEXin—yang，XUBo—yan，LIXin—hai(ShandongJianzhuuniVersity，SchoolofMechanicalandElect打calEngineering，Jinan250101，China)Abstract：Thereactionmechanismmodelissimplifiedtoonethatcontains22speciesand42Chemicalreactionequations，withwhichthecombustionprocesswillbesimulatedbyimportingthesimpli6ed

4、modelintoAVLFIREandachievingignitionbyconnectingaignition6leoutside．Itshowsinthepicturesthat，thegasmixtureandtheheatreleaserate、thecylindertempemtureandpressureunderdifkrentignitiontiming．IttumedoutthatitwillfbHIlarichmixturearoundsparkplugwhensettingtheinjectiontimingat60。CABTDC；withthedecrease

5、oftheignitionadvancean—91e，theemissionofC0andN0wiUbedecreased；anditwillgetbetterbumoutcharacteristicsbysettingtheignitiontimingat701。CA．KeyWords：LPG；ReactionMechanjsm；CombustionHeatReleaseRate；CrankAngle口汽车产业的发展带来的能源紧张和环境污染问题一直备受人们关注，预计中国汽车石油消费比例将于2020年上升到57％：1I。在国际上，降低排气污染和使用可再生能源，汽车清洁燃料的研究亦已成为

6、最热门的话题之一。其中的液化石油气(LPG)以其具有辛烷值高，冷启动好，着火界限宽，较汽油、柴油汽车燃烧时生成的有害物质少等特点’2J，相比较其他燃料而言，具有很高的推广价值。与此同时，随着对环保要求以及对车用能源多元化的重视的不断提高，LPG因其优良的排放特性也已被许多国家列入“绿色汽车”的行列。3。4I。本文通过流体动力学软件AVLFIRE对点火式LPG稀燃直喷发动机混作者简介：于云飞(1988一)，男，山东青岛人，在读硕士，研究方向为汽车发动机工作过程。收稿日期：2014—03一112014年第2期于云飞，等：分层稀燃LPG直喷发动机燃烧过程数值解析‘29·合气形成及燃烧的过程进

7、行模拟。通过FIRE内部的燃烧模型的模拟结果仅仅涉及到部分物质的变化情况，这将对研究排放物等的准确性造成影响。因此，本论文通过耦合化学反应机理并外设着火文件的方法实现对混合气的点火来模拟混合气的燃烧过程，如此便可在计算结果中观察所有化学物质的变化情况，使计算研究排放物的准确性提高。1LPG燃烧动力学机理的建立本文所研究的车用LPG成分为60％丙烷+40％丁烷，其详细的化学动力学机理包含154种组分，637个化学反应，反应过程相当复杂，求解化学方