第28卷(2010第4期内燃机学报TransactionsofCSICEVol．28(2010No．4文章编号:1000-0909(201004-0309-0728-048点火室式直喷汽油机燃烧系统的研究Ⅱ:点火室内混合气形成过程*田江平1,隆武强1,西田惠哉2,张武2(1．大连理工大学内燃机研究所,辽宁大连116023;2．广岛大学喷雾与燃烧实验室,广岛县东广岛市739-8527摘要:介绍了点火室式直喷汽油机的工作过程,使用与点火室对称面具有相同截面形状的二维碰撞块进行了激光吸收散射法的试验,研究了喷射压力、环境条件、碰撞角度以及点火室深度对点火室内混合气形成过程的影响。在与试验相同的条件下,进行了碰撞喷雾的数值模拟,并使用试验数据对数值模拟中采用的碰撞模型进行了评价。试验结果表明:过大的碰撞角度会阻碍喷雾汽化过程;提高喷射压力可以加快喷雾汽化速度;近距离早喷射不利于点火室内混合气的形成;浅的点火室可以拖后喷射开始时刻,但会增大火花塞结碳的可能。计算结果与试验结果对比表明:目前常用的碰撞模型均不能在各个方面都与试验结果相吻合。关键词:点火室;缸内直喷汽油机;激光吸收散射法;数值模拟中图分类号:TK412文献标志码:AResearchonCombustionSystemofDISCGasolineEngines:ⅡMixtureformationprocessinthespark-chamberTIANJiang-ping1,LONGWu-qiang1,NISHIDAKeiya2,ZHANGWu2(1．InstituteofInternalCombustionEngine,DalianUniversityofTechnology,Dalian116023,China;2．SprayandCombustionLaboratory,HiroshimaUniversity,Higashi-Hiroshima739-8527,JapanAbstract:Workingprocessofthedirectinjectionspark-chamber(DISCgasolineengineisintroduced．Laserabsorption-scattering(LASexperimentswereconductedusingthe2-dimensionalimpingingblockwhichhasthesamecrosssectiontothatofthespark-chamber．Effectsofinjectionpressure,ambientcon-ditions,impingingangleandspark-chamberdepthonmixtureformationprocesswereexamined．Numericalsimulationwasconductedfortheimpingingsprayundertheconditionsofexperiments．Experimentalre-sultswereusedtoevaluatethewallinteractionmodelsinsimulation．Experimentalresultsshowedthattoolargeimpinginganglecouldsuppressthevaporizationprocess,andahigherinjectionpressurewouldresultinahighervaporizationrate．Earlyinjectionisinappropriatetomixtureformationofspark-chamberandashallowerspark-chamberwouldretardthestartofinjectionbutincreasethepossibilityofsparkplugwet-ting．Comparisonbetweensimulationandexperimentshowsthatnoneoftheavailablewallinteractionmod-elsagreewiththeexperimentalresultsoftheimpingingsprays．Keywords:Spark-chamber;Gasolinedirect-injection;Laserabsorption-scattering;Numericalsimulation引言缸内直喷汽油机由于具有较高的燃油经济性、瞬态响应性以及冷启动时较低的排放而成为研究的热点[1]。对于缸内直喷汽油机而言,燃料能否在短时间内雾化并在点火时刻在火花塞附近形成适于点燃的混合气,对于发动机的点火稳定性以及后续的燃烧都有至关重要的影响。缸内直喷汽油机燃烧系统分为:壁面引导方式、气流引导方式以及喷雾引导方式。在壁面引导燃烧系统中,由于雾束直接喷向燃烧室,在壁面*收稿日期:2009-10-11;修回日期:2009-12-26。基金项目:国家自然科学基金资助项目(50676014;“国家863”资助项目(2006AA110107。作者简介:田江平,博士,E-mail:tianjiangping@gmail．com。形成油膜是不可避免的,通常会造成大量的碳烟和HC排放[2]。在气流引导燃烧系统中,若想实现在不同的工况,不同的缸内流动情况下,油雾都能在气流的作用下运输到火花塞电极附近并形成合适浓度的混合气是非常困难的。另外,产生这种强烈的滚流或者涡流会增加节流损失而降低燃油经济性。对于壁面引导和气流引导而言,复杂的活塞顶表面增加了传热面积而增大了热损失。另外尖锐的活塞顶形状使得发动机的抗爆性变差,通常情况下需要降低发动机的压缩比以减小全负荷工况下的爆震趋势[3]。在喷雾引导燃烧系统中,点火时刻火花塞附近有合适浓度的混合气的同时避...