曹阳,朱启天,周逸帆,等.天然气发动机预燃室内混合气形成对点火射流的影响[J].内燃机工程,2022,43(4):31-39.
天然气发动机预燃室内混合气形成对点火射流的影响
Effects of Mixture Formation in Pre-Combustion Chamber on Ignition and Combustion of a Natural Gas Engine
DOI：10.13949/j.cnki.nrjgc.2022.04.004
关键词:天然气发动机  预燃室点火  混合气形成  多指标综合评价法
Key Words:natural-gas engine  pre-combustion chamber ignition  mixture formation  comprehensive evaluation method using multiple indicators
基金项目:国家自然科学基金项目（52176168）
作者单位E-mail
曹阳 上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240 yangcao@sjtu.edu.cn 
朱启天 上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240  
周逸帆 上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240  
魏震鸿 上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240  
刘瑞 中国船舶集团有限公司第七一一研究所，上海 201108  
张玉银* 上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240 yuyinzhang@sjtu.edu.cn 
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摘要:针对船用天然气发动机预燃室内的混合气形成及射流点火特性进行了研究。基于试验标定和验证的喷雾燃烧模型，对预燃室内的柴油雾化–混合–着火过程进行了仿真计算，获得了混合气形成对点火射流特性的影响规律。结果表明，在同时考虑预燃室内燃油湿壁量与雾化质量时，存在一个最佳喷射压力匹配区间，且在相同喷射压力下采用两段喷射可以减少预燃室的燃油湿壁量；增大预燃室内混合气浓度分层并缩短初始着火点与射流孔的距离，可减小燃料损失，增长放热持续期，提高点火能力。
Abstract:The mixture formation and turbulent jet ignition characteristics in the pre-combustion chamber （PCC） of a marine natural gas engine was studied. Based on the experimentally calibrated spray model， the simulation of the diesel atomization–mixing–ignition process in the PCC was carried out， and the influence law of the injection parameters and the pre-chamber structure parameters on the ignition characteristics was obtained. Results show that the injection pressure affects the formation of the mixture in the PPC from aspects of both the wet wall and atomization. The use of two-stage injection can reduce the fuel amount of wet wall in the PPC. When the mixture just starts to catch fire， increasing the equivalence ratio gradient of the mixture and shortening the distance between the initial ignition point and the jet hole can reduce fuel loss， increase the duration of heat release and improve the ignition ability.
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