用于分析GDI汽油機(jī)燃燒排放的計(jì)算流體力學(xué)建模和煙塵建模

汽油缸內(nèi)直噴（GDI）技術(shù)可以直接將汽油噴入燃燒室，可以實(shí)現(xiàn)較低的燃油消耗和較高的功率輸出，因此在汽車行業(yè)越來越受歡迎。但是，GDI技術(shù)與空氣中超細(xì)顆粒物（PM）的排放有關(guān),煙塵是PM的一種。隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，研究GDI汽油機(jī)中煙塵如何產(chǎn)生是有必要的。采用試驗(yàn)和光學(xué)技術(shù)的方法，應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）建模來分析缸內(nèi)燃油發(fā)生的物理和化學(xué)現(xiàn)象。介紹了煙塵建模和GDI汽油機(jī)在燃燒和排放階段CFD建模的最新進(jìn)展。關(guān)于燃料動(dòng)力學(xué)，GDI汽油機(jī)分別使用基礎(chǔ)燃料（PRF，主要由異辛烷和正庚烷組成）和甲苯參比燃料（TRF）進(jìn)行試驗(yàn),并分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。提出含有多種成分的代用燃料模型，以研究燃料在實(shí)際燃燒時(shí)的狀態(tài)。

TRF燃料更適合于多維CFD建模及仿真，其TRF燃料在未來可能會(huì)被應(yīng)用在GDI汽油機(jī)的CFD建模中，這是因?yàn)門RF燃料的成分為代表烴類的烷烴和芳族化合物，主要存在于實(shí)際的汽油燃料中。在GDI汽油機(jī)中，建立的煙塵模型需要考慮GDI汽油機(jī)和普通柴油機(jī)之間的差異，如燃料類型的不同、燃燒溫度、混合強(qiáng)度（燃料和空氣比例），以及排出氣體的成分等因素。因此，提出了多級(jí)煙塵模型，該模型涵蓋幾個(gè)重要階段（如成核、表面生長、凝固和氧化等），比過度簡化的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ涂紤]得更為全面。該多級(jí)煙塵模型可以精確地描述煙塵的排放過程，并且較精確、適用性較高、成本較低。因此，多級(jí)煙塵模型在未來會(huì)在GDI汽油機(jī)中廣泛使用。

刊名：AppliedThermal Engineering（英）

刊期：2016年第8期

作者：JingYangTan etal

編譯：野晨晨