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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发动机的,特别涉及一种主动预燃室发动机的燃烧仿真优化方法及系统。
技术介绍
1、主动预燃室(active pre-chamber,apc)技术是一种利用湍流喷射点火(turbulent jet ignition,tji)的新兴技术,在火花塞点火发动机中实现超稀薄燃烧,点火可靠性高和火焰传播速度快,有效地提高发动机燃烧稳定性和拓宽稀燃极限,实际上发动机燃烧室内通常发生着复杂的湍流燃烧,而火焰传播则是缸内燃烧过程中的火焰发展的重要特征,这一特征通常由化学反应动力学机理直接计算或者速度经验模型计算。
2、目前已有许多针对主动预燃室的研究技术,如现有技术公开了一种预燃室燃烧系统,该系统利用预燃室形成的射流来辅助主燃室进行稀薄燃烧,但该系统并未考虑预燃室喷嘴的数量以及角度对主燃室的缸内湍度以及燃烧速率的影响的具体情况;现有技术还公开了一种活化辅助射流点火发动机,通过使用射流点火和火花塞两套点火源来避免低温下的主燃室失火的可能性,但是该系统工作的设计缩短了稀燃极限,热效率变低;还有研究表明,预燃室喷流孔的直径和数量对缸内火焰的形成以及发展具有重要影响。实际上主动预燃室的性能会受到多因素的耦合作用,但现有主动预燃室研究工作主要基于某个因素对主动预燃室结构进行改进和优化,并未考虑主动预燃室发动机的开发手段、周期长短以及单一因素的改变是否对主动预燃室发动机总体性能有所影响等情况,为解决上述问题,传统方法是需要针对主动预燃室燃烧性能做大量的实验和试验,但这不仅浪费时间和资源,影响发动机开发效率和质量,而且还存在安全隐患。<
...【技术保护点】
1.一种主动预燃室发动机的燃烧仿真优化方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的主动预燃室发动机的燃烧仿真优化方法,其特征在于,所述构建用于描述主动预燃室发动机的控制方程组,包括:利用有限体积法对主动预燃室发动机进行数学描述,构建所述控制方程组,所述控制方程组至少包括质量连续方程、动量连续方程、状态方程、能量连续方程和物种连续方程。
3.根据权利要求2所述的主动预燃室发动机的燃烧仿真优化方法,其特征在于,利用所述控制方程组描述主动预燃室发动机内发生燃烧行为的物理和化学反应过程,得到所述燃烧模型;
4.根据权利要求3所述的主动预燃室发动机的燃烧仿真优化方法,其特征在于,所述燃烧模型包括用于描述主动预燃室内燃烧的宏观过程的第一描述模型和用于描述主动预燃室内燃烧的化学反应过程的第二描述模型;所述第一描述模型利用所述描述物质在燃烧过程中质量守恒的质量连续方程、所述描述物质在燃烧过程中动量的变化的动量连续方程和所述描述物质在燃烧过程中能量守恒的能量连续方程,描述主动预燃室内燃烧的宏观过程;
5.根据权利要求1所述的主动预燃室发
6.根据权利要求1所述的主动预燃室发动机的燃烧仿真优化方法,其特征在于,所述基于所述主动预燃室多设计参数矩阵,构建主动预燃室发动机数模矩阵,包括:
7.根据权利要求1所述的主动预燃室发动机的燃烧仿真优化方法,其特征在于,所述构建所述主动预燃室发动机数模矩阵的计算域时,采用局部自适应加密优化网格,对计算域的范围进行加密。
8.根据权利要求1所述的主动预燃室发动机的燃烧仿真优化方法,其特征在于,所述构建主动预燃室发动机燃烧仿真模型矩阵,包括:将燃烧模型、喷雾模型和计算域中以矩阵形式存储,得到所述主动预燃室发动机燃烧仿真模型矩阵的计算表达式如下:
9.根据权利要求1所述的主动预燃室发动机的燃烧仿真优化方法,其特征在于,还包括以下步骤:根据所述仿真结果,输出主动预燃室发动机的性能的最优设计结果。
10.一种主动预燃室发动机的燃烧仿真优化系统,其特征在于,包括:
...【技术特征摘要】
1.一种主动预燃室发动机的燃烧仿真优化方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的主动预燃室发动机的燃烧仿真优化方法,其特征在于,所述构建用于描述主动预燃室发动机的控制方程组,包括:利用有限体积法对主动预燃室发动机进行数学描述,构建所述控制方程组,所述控制方程组至少包括质量连续方程、动量连续方程、状态方程、能量连续方程和物种连续方程。
3.根据权利要求2所述的主动预燃室发动机的燃烧仿真优化方法,其特征在于,利用所述控制方程组描述主动预燃室发动机内发生燃烧行为的物理和化学反应过程,得到所述燃烧模型;
4.根据权利要求3所述的主动预燃室发动机的燃烧仿真优化方法,其特征在于,所述燃烧模型包括用于描述主动预燃室内燃烧的宏观过程的第一描述模型和用于描述主动预燃室内燃烧的化学反应过程的第二描述模型;所述第一描述模型利用所述描述物质在燃烧过程中质量守恒的质量连续方程、所述描述物质在燃烧过程中动量的变化的动量连续方程和所述描述物质在燃烧过程中能量守恒的能量连续方程,描述主动预燃室内燃烧的宏观过程;
5.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘新,吕鑫,郑建军,杨晓前,邓伟,
申请(专利权)人:重庆长安汽车股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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