1 前言
按照天然气储存状态不同,天然气发动机分为CNG和LNG两种,各具优缺点,但燃气喷射系统是相同的(LNG多一套气化装置)。该项目中CRMT的CNG发动机整机配置及改进后的燃气系统如下图,新系统采用了分层稀薄燃烧(燃空当量比控制在0.6-0.75之间),这一技术实现起来并不容易,需要对燃烧室形状和燃气控制标定都要做出改进。
假定新鲜区域和燃烧区域的混合物是均匀的;
假定两个区域的压力相同,在每个区域求解质量和能量守恒方程;
假定气缸内的湍流动能场是均匀的;
假定燃料发生化学反应的火焰锋非常薄,并以层流速度传播(小火焰状态假设)。
着眼于更加真实的燃烧特性(并非给定燃烧放热曲线),考虑燃烧室形状、喷油器及火花塞位置、喷油器喷孔结构、进排气状况对燃烧性能的影响,燃烧过程考虑着火延迟、自燃、预混合和扩散燃烧等多种过程,对于实际样件的未测试工况的燃烧特性分析更加准确。
对实验依赖度远小于经验型燃烧模型,对于全工况分析,预测型燃烧模型仅需要50个左右的工况实验数据,经验型燃烧模型则需要300个以上数据。
基于封闭气缸的湍流能量分析,因此只要气缸结构不变,同样的燃烧参数能够应用于不同进排气和燃油系统的分析,对于现有发动机进行新型燃油及进排气系统(含增压、EGR和进排气阀)的应用改进,进行准确预测具有重要作用。
《Modelling and Simulation of the Combustion of a Natural Gas spark ignition heavy duty engine operating in lean fuel mixture, LMS User conference 2013》
《Application of a New 1D Combustion Model to Gasoline Transient Engine Operation, SAE 2005-01-2017》
《Modelling and Simulation of the Combustion of Ethanol blended Fuels in a SI Engine using a 0D Coherent Flame Model, SAE 2009-24-0016》
作者:陈登 Email:deng.chen@siemens.com