驻涡渠化活塞形貌对提升汽油机压缩比的数值模拟

通过构建压缩比为9的汽油机活塞顶部形貌,获得压缩比分别为10、11和12的驻涡型与驻涡渠化型两类六种燃烧室,结合试验与数值模拟方法对各燃烧室的点火燃烧特性开展研究。结果表明,压缩比为10的驻涡渠化型比驻涡型缸压峰值低7%,压缩比为11的驻涡渠化型缸压峰值也比驻涡型有所降低,但驻涡渠化型在压缩后期因能形成明显滚流而具有较高的湍流强度。压缩比为12的驻涡渠化型因活塞顶部凸脊分割燃烧室空间作用显著,有效影响了点火燃烧进程的时间和空间维度,压力升高率峰值也为六种燃烧室中最高。随着压缩比提升,驻涡型和驻涡渠化型燃烧室的缸内峰值压力、峰值温度与平均指示压力等均升高,排放性也逐渐趋好,但压缩比为12的驻涡型比驻涡渠化型峰值压力高21.5%。因此,合理设计活塞顶部形貌可有效组织缸内流场并提升点火燃烧品质,是汽油机低成本提升压缩比的有效手段。