分会场

高效清洁燃烧

摘要

为改善当量燃烧天然气发动机燃烧速度慢，热效率低的问题，以一台直列六缸13L增压中冷点燃式当量燃烧天然气发动机为研究平台，设计四种形状 (碗形，底部全环，排气门偏心底部全环，排气门偏心底部半环) 燃烧室。通过试验研究1200r/min-100%负荷(A100)工况下四种燃烧室在不同EGR率下经济性，燃烧性能和排放性能的变化规律。并通过CONVERGE仿真A100工况下四种燃烧室缸内流场分布和燃烧过程。根据试验结果可知：偏心半环燃烧室有效热效率(ηe)在不同EGR率下均最高，原机碗形ηe均最差。偏心半环燃烧室相比于原机碗形CA50提前，燃烧持续期缩短，燃烧室ηe可提升2.1%(38.7%至39.6%)，但偏心半环燃烧室排放性能较差，原机碗形燃烧室排放性能较好。仿真结果表明：燃烧室底部肋条结构的扰动促使缸内大部分位置湍流强度较高；排气门偏心结构燃烧室一方面可以增强挤流强度补充滚流，另一方面可以降低对进气滚流的扰动，从而可以实现滚流和湍流强度最大化；适当增加挤气面积可以保证缸内湍流强度处于较高水平。四种燃烧室形状下，偏心半环燃烧室缸内湍流分布合理且强度较强但适宜，更有利于火焰的传播和发展，有利于提高燃烧等容度，进而达到更高的有效热效率。

关键词

天然气发动机;当量燃烧;燃烧室结构;有效热效率;燃烧特性;排放性能

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