第42卷第4期 2013年8月
小型内燃机与摩托车
SMALL INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND MOTORCYCLE
Vol.42 No.4 Aug.2013
某小型直喷天然气单缸发动机喷射时刻的优化模拟研究
张晓冬沈颖刚
（昆明理工大学交通工程学院云南昆明650504）
摘要：传统的天然气直喷发动机为了提高充气效率，常常将喷射过程安排在进气门关闭后进行，这样难以充分利用进气冲程中气缸内的端动能对天然气进行良好混合。本文针对一台由单缸化油器发动机改造的天然气直喷发动机，使用一维热力学计算优化发动机进气系统，然后通过CFD技术模拟两个典型喷气开始时刻对直喷天然气发动机缸内混合气发展过程与近燃烧时刻工质分布状况的影响，最终提出这一问题的解决方案。
关键词：直喷天然气发动机喷射时刻
一维热力学CFD仿真
中图分类号：TK433.2
文献标识码：A
文章编号：16710630(2013)04005104
TheOptimizationSimulationResearchonInjectionTimings
of a SmallDirectInjectionNatural Gas Engine
ZhangXiaodong，ShenYinggang
Faculty of Transportation Engineering，Kunming University of Science and
Technology (Kunming, Yunnan,650504, China)
Abstract: In order to improve the volumetric efficiency, the injection process of traditional direct injection natural gas engine often happened after the intake valve being close. It is difficult for perfect mixing of natural gas and air by the turbulent kinetic energy in intake stroke. The writer optimized the intake system by one-di eaaaeee cylinder carburetor engine, and then simulated the development process and distribution of mixed gas in cylin-der under two typical injection timings, and finally proposed the solution.
Keywords: Direct injection natural gas engine, Injection timings, One-dimensional thermodynamic calcula-tion,CFD,Simulation
引言
随着能源危机和环境恶化的日益严峻，车用发动机开始寻找新的替代能源。摩托车用发动机也不例外。天然气作为廉价，低污染的可靠替代燃料日益进大众视线。我国天然气资源丰富，有得天独厚的条件。因此开发和研究天然气发动机对我国有非常重大的意义。
缸内直喷天然气发动机由于燃料为气态，其喷射
发展过程与特性均有异于液态燃料，在天然气进人气缸后占用一定的气缸容积，容易造成发动机充气效率下降，传统的设计一般将喷射角度安排在进气门关闭后进行，这样可以避免其在进气冲程中引起的充气效率下降。作者认为可以通过对发动机进行进气系统优化以避免这一负面影响，而将天然气喷射时刻安排在进气门关闭前进行以充分利用进气门未关闭过程中的瑞动能来提高工质在缸内分布的均匀程度，从而提高
作者简介：张晓冬（1981-），男，工程师，主要研究方向为发动机一维热力学仿真和CFD内流场分析。万方数据