柴油机燃烧室形状对缸内均质混合气形成影响的模拟研究文献综述
2021-10-11 19:48:07
毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
1. 其他人的一些研究(文献综述)
文献1 在柴油机近百年发展历史中曾应用过多种多样的直喷式柴油机燃烧室形状,例如为了改善燃烧而采用过非回转体形状的燃烧室,例如带圆角的方形或五瓣梅花形燃烧室,分别配4孔和5孔喷油嘴。设计意图是加强燃烧室中局部地区的湍流,加速油气混合,减少碳烟生成【1,19】 。这类燃烧室在自然吸气柴油机中曾取得满意的结果,但随着增压的采用和增压度的提高,空燃比提高,多角形燃烧室优点逐渐淡化。而且随着喷油嘴孔数的增加,多角形燃烧室的角数也相应增多,实际上与回转体没有太大差别。
文献2 在1990年, Tsao等【2】用KIVA-2程序分析了敞口燃烧室(open chamber)中凹坑的深度对流场的影响。他们发现在燃烧室凹坑深的情况下,燃油在燃烧室中心的速率由于惯性较大而增加,他们还强调了较高的余隙对挤流运动和燃油分布的正面影响。
文献 3 1995年,Zhang等人【9】研究了燃烧室几何形状对火焰速度的影响,在研究他们采用低压喷射系统的大缸径柴油机,考虑了3种不同的几何形状。他们发现采用缩口燃烧室(re-entrant chamber)的燃烧,有利于改善膨胀冲程的燃烧过程,阻止火焰在挤流区域的扩散,能得到较低的碳烟排放水平。对于燃烧平均速度来说,它随着燃烧室半径而增加,平顶燃烧室的平均速度较低。
文献 4 Heywood 【11】根据文献的结果总结出在保持压缩比不变的情况下,随着凹坑直径减小,上止点的涡流水平增加,导致碳烟排放减少,NOx和uHC排放增加。燃烧室凹坑中心线与气缸轴线的偏移影响挤流与涡流的相互作用。
文献 5 2000年,Bianchi等人【13】的研究证明了高压共轨喷射系统能在缩口燃烧室和低涡流水平的条件下使燃油和空气更好的混合。
文献 6 Reitz和他的课题组采用计算机代码KIVA-GA在几种不同的发动机输入参数下(e.g. EGR, 喷油规律等)来优化燃烧室几何形状 [15,16,18]。在他们的研究中,凹坑几何形状被定义为3个输入变量(凹坑直径,凹坑深度和活塞中心高度),受燃烧室凹坑参数化描述困难的限制,只研究了敞口燃烧室。而且,包括在基因遗传优化程序中大量的参数使优化结果的解释变得十分困难,几种优化后的燃烧室形状对发动机性能和排放的影响未得到很好的解释。
文献 7 Reitz课题组的Senecal等 [20]对网格生成器进行了改进,使之能适应各种燃烧室形状的变化,然后采用KIVA-GA优化方法对不同运行模式下的燃烧室形状进行了优化,但文中给出的优化结果离实际应用还有一段差距。
文献 8 对缸径较小()的柴油机,燃油喷雾碰壁几乎不可避免,油束着壁后的发展形态和壁面射流的特征直接影响着燃空混合速率和混合质量。如何有效利用燃油撞壁的能量,减少燃油的着壁量,则是从另一个角度来促进油气混合过程的有效途径。围绕这一核心思想国内外也进行了大量的研究工作,如TRB (TOYOTA Reflex Burn System ) 燃烧系统 [3],OSKA燃烧系统 [4,6],NICS燃烧系统 [7,8],北京理工大学提出的双卷流燃烧系统 [17,22]以及大连理工大学提出的伞帘喷雾燃烧系统 [24,25,28,26]。
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