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高效清洁燃烧

摘要

针对一款1.5T压缩比为10的车用增压直喷汽油机建立了三维计算流体力学仿真模型，并分别在中高负荷工况下校准该发动机三维模型。在该基础上，提出了一种新型的阀控射流引燃高效汽油机概念。新型阀控射流引燃汽油机在原发动机基础上提高压缩比至15：1，并添加预燃烧室结构代替原机火花塞点火系统。新型阀控射流引燃汽油机通过电磁阀控制预燃室与主燃烧室的联通与否。在进气冲程中电磁阀常开，压缩冲程中由于细小喷管的节流作用主燃烧室压力高于预燃烧室，新鲜工质进入预燃烧室，某一时刻电磁阀关闭，而后预燃烧室火花塞点火造成密闭环境下预燃烧室的温度压力快速升高，随后在合适时刻电磁阀打开，预燃烧室高温高压气体进入主燃烧室引燃主燃烧室新鲜工质；主燃烧室成功燃烧后电磁阀关闭防止主燃烧室高温高压气体冲击预燃烧室；随活塞膨胀做功主燃烧室压力降低时电磁阀打开，在压差作用下预燃烧室废气排出至主燃烧室从而完成预燃烧室排气过程。据此电磁阀运行逻辑，设置不同的电磁阀开闭策略，保持新型阀控射流引燃发动机模型边界条件与原机已校准模型相近，开展三维计算流体力学仿真计算。仿真结果表明，主气缸燃烧持续期均明显缩短，燃烧速度加快，高压指示热效率显著提升。在2000（r/min），10.18bar BMEP工况下，主气缸燃烧持续期缩短34.1%，相比于原机其高压指示热效率提升21.3%。最终通过试验对类似预燃烧室结构对仿真结果进行了验证，得到了初步结果，并对导致仿真与试验偏差的原因进行了分析，得到了进一步改进的方向。

关键词

高压缩比;阀控射流引燃;高效汽油机

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