基于CFD的被动预燃室汽油发动机燃烧过程的数值模拟与优化

被动预燃室汽油发动机因其卓越的燃烧效率和环保性能备受关注。

问题一：被动预燃室汽油发动机的燃烧效率和环保性能为什么备受关注？

答案一：被动预燃室汽油发动机因其卓越的燃烧效率和环保性能备受关注。它能够通过优化燃烧过程来提高燃油效率，并减少污染物的排放，对于环境保护和能源节约具有重要意义。

问题二：CFD技术在被动预燃室汽油发动机研究中的作用是什么？

答案二：CFD技术能够模拟复杂的流体动力学热传导和化学反应过程，从而揭示预燃室与主燃烧室之间的相互作用，研究燃油喷雾点火火焰传播等细微细节。通过CFD方法，可以准确预测燃烧效率、温度分布和污染物生成，为优化引擎设计提升燃油效率以及降低排放水平提供指导。

问题三：被动预燃室汽油发动机的实验测试条件是怎样的？

答案三：实验测试是在自然吸气NA汽油四冲程SI单缸金属发动机上进行的。最初的SI发动机配备了四气门顶棚，并配有中央安装的火花塞，燃油通过PFI系统进入气缸，喷射压力为3bar。预燃室经过适当设计，适合安装在原始火花塞座内，其体积为22cm3。实验测试中还考虑了不同转速下的工作条件，如2000-3000rpm和4000rpm。

问题四：被动预燃室的设计对发动机性能有何影响？

答案四：被动预燃室的设计会导致压缩比显著降低，从传统SI发动机中的115降至105。这样的设计可以部分减轻TJI操作的有益效果。然而，由于该工作的目的是定义用于表征TJI燃烧并描述控制点火过程的现象的数值方法，而不是系统性能的最大化，因此CR的大幅降低被认为超出了范围。

问题五：被动预燃室的几何特征和附加元件对燃烧过程有何影响？

答案五：被动预燃室的几何特征和附加元件，如喷油器和火花塞外壳的设计，会影响预燃室扫气和填充过程以及火花塞附近混合物点火和燃烧的合适条件的发展。因此，需要适当的几何设计来保证喷油器和火花塞壳体有足够的空间，避免对气缸盖和进气口进行任何修改。