第4期（总第225期） 2016年8月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No .4(Serial No .225)
Aug.2016
颗粒捕集器喷油助燃再生旋流式燃烧器流场特性分析
伏军，李剑星”，汤远’，康文杰”，张增峰”，李煜（1.邵阳学院机械与能源工程系，湖南邵阳422004；
2.湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验宝，湖南长沙410082）
摘要：颗粒捕集器喷油助燃再生燃烧器内的流场分布对气流组织及油气混合有重要影响，而供风形式是燃烧器内流场特性的主要影响因素之一。为了在燃烧室内形成稳定持续的回流，促进油气混合进程，分别采用双矩形口切向供风和直片式轴向旋流器供风两种供气形式，设计等入口截面面积的两种供风系统结构，并在相同发动机排气和补气条件下对燃烧器冷流场进行仿真分析。分析结果表明，两种供风形式均能形成可回流到油气混合室端面的中心回流区，轴向旋流器供风时的中心回流区的长度、最大回流速度、突扩位置的重附着区长度分别比双矩形口切向供风时大8.11%5.63%和9.59%，且轴向旋流器供风时的动能大于双矩形口切向供风。对比结果显示，利用轴向旋流器供风更有利于促进混合过程的进行，对气流的组织更合理。
关键词：颗粒捕集器；旋流燃烧器；再生；喷油助燃；流场分布
DOI: 10 .3969/j.issn .1001-2222.2016 .04 .010 中图分类号：TK421.5：
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2016)04-0056-06
柔油机颗粒捕集器（DPF)喷油助燃再生是当过
滤体碳载量达到一定程度时，通过一套特定装置向过滤体上游喷射燃油并供给新鲜空气，然后由点火装置将喷人的燃油点燃，号燃颗粒实现过滤体再生。这种再生方式具有燃料直接取自油箱、能量利用率高、再生效率高、对发动机冲击小、适用于含硫量较高的柴油等优势，在柴油机后处理中扮演着越来越重要的角色[1-2]
在DPF喷油助燃再生装置中，燃烧室的气流特
生直接影响看油气混合组织优及后续的燃烧特性，需要重点加以研究。吁璇设计了一种环形管路为DPF再生燃烧器供风，并通过仿真分析了喷油助燃再生系统在不同道路工况下的再生周期及再生效率，为喷油助燃再生系统在柴油车上的使用提供了指导汀。天津大学、武汉理工大学、军事交通学院联合设计了一种空气来源于涡轮增压器的全流式燃烧器，并对此展开了相关的理论和试验研究，取得了较好的效果[-5]。龚金科等设计了几套全流式燃烧器并进行了一定的理论研究，针对油气配比、热工参数、控制系统等进行了一系列的数值及试验研究[6-5]。D.S.Park,J.U.Kim及E.S.Kim等在对喷油助燃再生的技术、性能进行深入研究并从理论上
收稿日期：2016-04-13；修回日期：2016-06-13
优化了过滤体的再生时机判断和选择，进而设计了一套旁通式DPF喷油助燃再生系统，降低了喷油助燃再生系统对柴油机自身工作性能的影响，提高了喷油助燃再生系统的实用价值-。
前期的研究针对DPF喷油助燃再生设计了一种旋流式燃烧器，该燃烧器由两根关于过滤体轴线中心对称目与油气混合室相切布置的员管尚燃烧器供风，利用“旋流十突扩”的方式形成回流，以稳定火焰，为喷油助燃再生燃烧器设计提供了一种新思路]。但由于圆管在燃烧器轴向上的跨度较小，油气混合效果相对较差，且在试验时发现回流效果并不理想。本研究将借鉴这种思路，结合切向引入和导向叶片这两种常用于产生旋转气流的方法12-17，对DPF再生燃烧器的供风形式展开讨论，重点讨论双矩形口切尚旋流供风和轴流式直叶片旋流器供风两种情况下燃烧器内的速度、温度和瑞动能分布特性，为DPF喷油助燃再生燃烧器的设计提供指导，
1模型介绍 1.1物理模型
本研究的DPF及其再生用燃烧器主要针对 ZD25TCR4100高压共轨柴油机（排量为2.5L)设
基金项目：国家自然科学基金项目（91541121）；湖南省研究生科研创新项目（CX2015B601）；邵阳学院研究生科研创新项目
(CX2015SY025)
作者简介：伏军(1979—），男，副教授，博士，主要研究方向为小型风冷荣油机性能提高及汽车排放控制技术，hubeifujun①163.com。