掺氢对汽油转子机流场及燃烧过程影响的数值模拟研究

发布时间：2024-01-14 12:39

　　转子发动机作为内燃机的一种,有着体积小、质量轻、转速高及功重比大等优点,在增程式混合动力汽车等领域有着良好的应用前景。但转子机燃烧室狭长且面容比大导致其油耗与排放较高。氢气具有诸多优良物化特性,掺氢能够有效改善汽油转子机燃烧与排放性能。通过数值模拟揭示了转子机缸内流场特性,以及气道掺氢和直喷掺氢对缸内混合气形成过程,火焰传播过程及排放物生成与分布情况的影响规律,并对直喷掺氢喷射位置和喷射策略进行了优化。此外,还对复合进气下掺氢汽油转子机的性能开展了数值模拟研究。利用CONVERGE数值模拟软件,基于RNG k-ε湍流模型和耦合PRF化学动力学机理的SAGE燃烧模型,构建了气道喷射掺氢汽油转子机CFD模型。搭建了掺氢汽油转子机实验台架并开展试验研究,验证了CFD模型的准确性。台架试验结果显示,掺氢可以有效缩短汽油转子机火焰发展期和快速燃烧持续期,降低循环变动并提高有效热效率,还可以减少HC、CO和CO₂排放。基于构建并验证了的CFD模型,通过数值模拟研究了气道喷射掺氢汽油转子机缸内流场特性,火焰传播过程和排放物生成与分布特性。研究结果表明,在压缩终了阶段,转子机缸内...

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