不同转速下循环波动对SI发动机爆震燃烧影响的大涡模拟研究

摘要

小型强化汽油机具有强劲的动力性和优秀的燃油经济性，但存在爆震问题，基于大涡数值模拟耦合G方程模型，以点燃式发动机爆震燃烧为研究对象，分析了不同转速下SI发动机循环波动特性与末端气体自燃及爆震的关系，结果表明：在火花点火时刻固定的情况下，转速的提高会降低主火焰在曲轴转角时间内的传播速度，转速为4 000 r/min循环的50%燃油质量分数点平均比3 000 r/min循环延迟4°,从而使爆震起始时刻推迟；同时发现燃烧初期不同的火焰发展速度是造成循环间爆震强度及末端自燃时刻差异的主要原因，前期火焰传播速度较快的循环更容易对末端气体产生挤压作用从而促进自燃点的形成；此外，研究发现多个自燃核点、缸内压力与化学反应之间的耦合作用引发了较高的爆震强度，且第一个自燃点产生的压力波峰值往往最高，随后的自燃点由于没有充足的混合气参与化学反应，其压力波强度相对较低。

关键词

汽油发动机 / 循环波动 / 发动机爆震 / 发动机转速 / 大涡模拟 / 末端自燃