基于AVL_FIRE的醇醚燃料发动机燃烧与排放特性研究

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甲醇-柴油发动机缸内燃烧过程分析

甲醇-柴油发动机缸内燃烧过程分析李仁春;王忠;袁银男;张登攀;李铭迪【摘要】On a 4B26 turbocharged engine ,the methanol-diesel combustion was realized by injecting the methanol in the intake pipe and its process was analyzed .With AVL Fire software ,the mixing and ignition process of diesel and air premixed with methanol were researched .The results show that the methanol-diesel fuel has the characteristics of wider constant volume heat release region ,less heat loss ,higher thermal efficiency ,higher peak combustion pressure ,higher peak thermal efficiency and higher peak combustion temperature .In the compressed air premixed with methanol ,the atomizing speed of fuel drop decreases at the beginning of diesel injection and the ignition delay extends ,but the richer mixture and higher temperature of ignition point accelerate combustion velocity and thus shorten combustion duration .%在4B26增压发动机上，采用进气管喷射甲醇的方式实现甲醇-柴油的燃烧，对甲醇-柴油发动机燃烧过程进行分析，基于AVLFire软件研究甲醇氛围内柴油的喷雾混合以及着火过程。

车用乙醇汽油发动机性能的实验

针对实验中发现的潜在问题，深入研究乙醇汽油对发动机各部件的长期影响，为乙醇汽油的推广应用提供更全面的技术支持。
开展不同车型和工况下的性能研究
针对不同车型和工况，开展车用乙醇汽油发动机的性能研究，为不同应用场景提供针对性的解决方案。
探索乙醇汽油与其他替代燃料的应用对比
将乙醇汽油与其他替代燃料进行对比研究，分析各自优缺点，为未来燃料选择提供参考依据。
3
乙醇汽油对发动机性能的影响
使用乙醇汽油可能会对发动机的性能产生一定影响，如动力下降、油耗增加等。
降低排放措施探讨
使用高效燃油喷射系统
使用后处理装置
采用先进的燃油喷射技术，提高燃油雾化效果，促进混合气形成，提高燃烧效率。
采用三元催化器、颗粒物捕捉器等后处理装置，对发动机排放进行净化处理。
实验目的与目标
实验目的
本实验旨在研究车用乙醇汽油发动机的性能，包括动力性、经济性、排放性和可靠性等方面，以评估乙醇汽油在实际应用中的性能表现。
实验目标
通过实验数据的分析和比较，了解乙醇汽油发动机的性能特点，为乙醇汽油的推广和应用提供理论支持和实践指导。
02
实验设备与方法
实验设备介绍
06
实验结论与展望
实验结论总结
乙醇汽油发动机性能提升
通过实验验证，车用乙醇汽油发动机在动力性、经济性、排放性等方面均有所改善。
乙醇汽油燃烧特性研究
实验结果揭示了乙醇汽油的燃烧特性，为进一步优化发动机性能提供了理论依据。
乙醇汽油对发动机影响研究
实验分析了乙醇汽油对发动机各部件的影响，为乙醇汽油的推广应用提供了技术支持。
优化发动机控制策略
通过调整点火提前角、喷油时刻等参数，实现发动机燃烧过程的优化，降低排放。

自己总结的avl-fire教程

A VL—Fire 教程——整理+总结1.AVL公司软件基本介绍：(1)发动机性能分析软件：Boost——一维发动机工作过程循环模拟分析计算BOOST应用：BOOST是一个功能强大，截面友好的发动机稳态和瞬态性能分析软件。

它包含下述四个模块：a．BOOST发动机性能分析模块，可以进行l各种发动机草案的对比l针对发动机输出功率、扭矩和燃油消耗的要求进行发动机部件的设计优化，例如进气系统、排气系统、气门尺寸等l优化气门正时和凸轮型线l增压系统的设计l考虑整车特性和驾驶员状况对瞬态性能评价(加速/加载、减速/减载)l燃烧分析工具，对试验测得的示功图进行分析得到气缸的放热率曲线l与优化软件ISIGHT的接口设置，进行发动机性能的优化方案的选择l使用非线性声学分析方法进行消音器的结构优化，这个模块中的消音器与整机进行联合计算，因此得到的是发动机整机在特点工况下的进排气噪音b．BOOST线性声学分析模块：c．BOOST尾气净化装置模块d．BOOST的热网格生成器模块(TNG)Fame——自动网格生成器FAME里基于八叉树过程的自动网格生成工具可实现又快又稳定的网格生成。

网格建立过程的算法对表面质量不敏感。

只要表面的缝隙宽度不超过该处网格的大小，就不会影响网格的自动生成。

FAME也提供了一系列修补工具，可对不符合要求的CAD数据进行修正。

CAD数据一般通过STL接口读入。

体网格则可以SWIFT v2，Nastran，Ideas和Star-CD的格式读入。

网格种类和局部细化策略可由用户选择：可生成六面体，四面体或混合型网格，不同部分的网格可通过一一对应或任意交界面方式连接。

一旦选定网格生成策略，网格建成后带有用户定义的贴体网格层数以确保计算结果的高精度。

FAME Advanced Hybrid这种网格生成工具有自动识别模型大小的功能，能有效地处理局部结构尺寸差别很大的模型，如对于模型的某些比起其它部位要小很多的部位它能自动识别到，并作相应的网格细化。

基于较详细机理的氢燃料内燃机排放特性研究

基于较详细机理的氢燃料内燃机排放特性研究段俊法;张宇;秦高林;吴排霞;何一鸣【摘要】基于Converge软件建立了包含简化化学反应机理的氢燃料内燃机CFD 仿真模型,研究了氢燃料内燃机缸内燃烧和NO生成机理.仿真结果表明,氢燃料内燃机缸内燃烧经历了椭球型火焰稳定传播和快速湍流燃烧两个阶段.氢气的燃烧非常迅速,在快速湍流燃烧结束时OH浓度迅速降低,出现温度和NO质量峰值,其后缸内温度逐渐降低,NO质量逐步减小.最终的排放取决于高温区域的峰值温度和NO分解时间.最高温度越高NO的质量峰值越大,降温越快则NO分解越少.采用EGR能降低最高缸内温度,低转速时NO分解充分,因而NO的排放较低.【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】6页(P21-26)【关键词】氢内燃机;氮氧化物;燃烧过程;仿真【作者】段俊法;张宇;秦高林;吴排霞;何一鸣【作者单位】华北水利水电大学机械学院,河南郑州 450045;北京理工大学机械与车辆学院,北京 100081;华北水利水电大学机械学院,河南郑州 450045;华北水利水电大学机械学院,河南郑州 450045;华北水利水电大学机械学院,河南郑州 450045;华北水利水电大学机械学院,河南郑州 450045【正文语种】中文【中图分类】TK463氢燃料内燃机由于具有燃烧效率高且没有含碳排放的特点，得到了厂商和研究者的关注[1-2]。

宝马、福特、长安等汽车公司研发了实用化的氢燃料内燃机汽车，经过数百万公里的示范运行，结果显示氢燃料内燃机具有很高的效率和动力性[3-5] 。

但氢燃料内燃机高负荷运行时会产生高浓度的NOx，需要探究其机理进而抑制NOx的生成[6-8]。

先前的研究发现，燃空当量比决定了NOx排放浓度，Verhest、马凡华、孙大伟等的试验研究均表明，在燃空当量比 0.55～1.0区间时氢燃料内燃机产生了很高浓度的NOx[9-11]。

05_应用AVL软件对发动机的性能优化_奇瑞发动机李勤华等

应用AVL软件对发动机的性能优化李勤华、潘能琴奇瑞汽车股份有限公司，芜湖，241009摘要：本文利用BOOST软件搭建发动机（包括进排气系统）仿真基础模型，通过计算分析，以台架试验数据来校正模型，确保模型计算后的数据与台架实际数据误差不超过3%；以下是利用BOOST 软件对某三缸发动机的进气歧管、配气相位进行优化计算，并对发动机性能进行了预测。

并对BOOST 优化后的进气歧管进行FIRE计算分析。

关键词：发动机、进气歧管、相位优化、CFD主要软件：A VL BOOST、A VL FIRE1．前言从08年起国家全面提高汽车排放标准，09年调整汽车消费税政策，降低小排量乘用车的消费税率、今年6月1日倡导的“节能产品惠民工程”的政策、第三阶段的油耗实施方案可以看出我国在节能环保方面实施的力度和决心，各汽车企业为了不至于使自己在竞争的市场上被淘汰，提升发动机的性能、降低发动机的油耗是迫在眉睫的事情。

A VL公司开发的BOOST与FIRE软件，是发动机性能计算和优化中重要的开发工具，本论文是借助两种软件对所改型的发动机性能进行优化计算分析，用BOOST软件对发动机的进气系统和配气相位进行优化计算，为发动机性能开发方案的选择和试验验证提供依据，用FIRE软件对BOOST确定的进气系统（主要是进气歧管）宏观参数进行流量系数、均匀性分析，确保歧管具备最佳的结构形式。

因此，在产品开发和优化过程中，利用BOOST与FIRE对发动机的进、排气系统与配气相位进行优化，确保所开发的发动机具备最佳的动力性和经济性。

2．仿真热力学模型的搭建与校正2.1 发动机参数本文的研究对象是一台1.0NA三缸四冲程发动机，其发动机参数见表1：表1 发动机基本参数Arrangement type 72Bore[mm] 80Con_Rod_length[mm] 130Number of Cylinder 3FIRE order 1-2-3Compressor Ratio 10.2Inner valve seat diameter --intake[mm] 2X25mmInner valve seat diameter-- exhaust[mm]2X20mm93)Fuel Gasoline(RoN图1、 1D热力学仿真模型Lower heating valve 41800KJ/Kg2.2 热力学模型的搭建与校正应用A VL BOOST软件，根据整车进排气系统与发动机的参数搭建热力学仿真模型（图1），建模时主要选取的参数：整车进气和排气系统、发动机本体结构与几何参数、台架试验测得发动机数据、紊流试验台所测得的气道流量系数数据等等，并根据台架试验数据标定模型（图2）。

船用柴油机燃烧室结构分析

船用柴油机燃烧室结构分析赵昌普;孙雅坤;王耀辉;张志刚;朱亚永【摘要】为探索不同燃烧室结构对大缸径船用柴油机燃烧和排放的影响,基于原机燃烧室,新设计了6种不同形状的燃烧室,采用AVL Fire软件建立燃烧室仿真模型,并结合涡流数和均匀系数来对缸内流动、混合和燃烧过程进行数值模拟分析.结果表明:燃烧室直径和凹坑深度等参数会对缸内流动产生很大影响,凹坑深度较大的缩口燃烧室能产生较强的涡流从而改善燃烧,而浅坑的开口燃烧室的缸内燃烧状况较差.同时发现,只有在缸内涡流和湍动能都较大的情况下才能使燃烧更充分.从发动机性能和排放结果来看,缩口燃烧室G1的功率输出增加4.6%,排放与原机基本持平;直口燃烧室G4在略低于原机的功率输出下,NOx排放降低43.3%;开口燃烧室的做功能力较差.%In order to investigate the effects of piston bowl geometry on the performances and e-missions for large-bore marine diesel engines,six novel combustion chambers were designed based on the combustion chamber of the prototype,and combustion chamber simulation modeling was estab-lished by using AVL five code to simulate the in-cylinder flows,air-fuel mixing and combustion processes with the flow dynamics metrics such as swirl number and uniformity index.Results show that chamber diameter and bowl depth have a great influence on in-cylinder flows.The deeper depth of the re-entrant bowl may result in enhancement of swirl motions and improve the combustions,while a deficient combustion occurs at the lower depth open chamber.Further,high turbulent kinetic energy with a large swirl is important to improve the quality of combustions.It is also found that power out-put of re-entrantchamber G1 is increased by 4.6% and emission is almost the same as the prototype's. NOx emission of straight chamber G4 is decreased by 43.3% at a slightly lower power output than that of the prototype.And open chamber is found to have lower engine-out power.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2017(028)018【总页数】7页(P2176-2182)【关键词】柴油机;燃烧室形状;涡流数;均匀因子;排放【作者】赵昌普;孙雅坤;王耀辉;张志刚;朱亚永【作者单位】天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津,300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津,300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津,300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津,300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津,300072【正文语种】中文【中图分类】TK421.2柴油机具有较好的经济性、耐久性和可靠性，被广泛应用于船舶动力系统中。

点火时刻对甲醇发动机怠速性能的影响

2021年4月Apr.2021第45卷第2期Vol.45,No.2热带农业工程TROPICAL AGRICULTURAL ENCINEERING点火时刻对甲醇发动机怠速性能的影响①赵建峰②何锋③罗卫东王琳皓（贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025）摘要点火时刻直接影响甲醇发动机的怠速性能，针对甲醇发动机在怠速工况下燃烧不稳定、排放大幅增加等现象，建立甲醇发动机燃烧室三维模型，采用AVL-FIRE 软件仿真分析不同点火时刻对怠速工况下缸内混合气体分布、压力、温度、放热率、碳烟排放及火焰密度的影响。

结果表明，提前点火时刻可提高甲醇发动机缸内压力、温度和燃烧稳定性，减小碳烟排放，缓解怠速工况下甲醇发动机的燃烧及排放问题。

关键词甲醇发动机；怠速工况；点火时刻；燃烧特性；排放特性中图分类号TK464The Influence of Ignition Timing on Idling Performance of Methanol EngineZHAO JianfengHE FengLUO WeidongWANG Linhao(College of Mechanical Engineering,Guizhou University,Guizhou,Guiyang 550025)Abstract The ignition timing directly affects the idling performance of the methanol engine.Through the modeling of the methanol engine combustion chamber,the AVL-FIRE software was used to simulate and an ‐alyze the effect of different ignition timings on the idle speed.Under the conditions,the influence of mixed gas,pressure,temperature,heat release rate,soot performance and flame density in the cylinder.The results show that advancing the ignition timing improves methanol engine cylinder pressure,cylinder temperature,soot emissions and combustion stability,and slows down methanol engine combustion and emissions under idling conditions.Keywords methanol engine ;idling conditions ;ignition timing ;combustion characteristics ;emission characteristics甲醇作为一种新型车用替代燃料，具有高含氧量、高辛烷值、火焰传播速度快、最小点火能量低、来源广泛等特点［1-3］，既能降低燃料消耗与污染物排放，又可保证发动机具有良好的动力性能［4-5］。

柴油机燃用醇醚-柴油混合燃料的燃烧特性与排放的试验研究

柴油机燃用醇醚-柴油混合燃料的燃烧特性与排放的试验研究朱建军;王铁;张翠平【摘要】在增压中冷4100柴油机上进行了D40(含40％质量分数二甲醚的二甲醚柴油混合燃料)、M15(含15％体积分数甲醇的甲醇柴油混合燃料)和柴油3种燃料燃烧特性与污染物排放的试验研究.结果表明,D40发动机的最高燃烧压力和峰值放热率均低于柴油机,燃烧持续期与柴油机相当；M15发动机的最高燃烧压力和峰值放热率均高于柴油机,燃烧持续期较短；D40发动机的NOx排放和烟度均明显低于柴油机,可较好地解决NOx和碳烟排放之间此消彼长的问题；M15发动机可以降低碳烟排放,但NOx的排放明显上升.两种混合燃料发动机的HC排放在全转速范围均高于柴油机,而CO排放在低转速时低于柴油机,高转速时高于柴油机.%An experimental study is conducted on the combustion characteristics and emission of a supercharged intercooled 4100 diesel engine fueled with diesel fuel and its blends with DME (D40) and methanol (M15). The results indicate that the highest combustion pressure and the peak heat release rate of D40 engine are both lower than that of diesel engine with a similar combustion duration; while the highest combustion pressure and the peak heat release rate of Ml5 engine are both higher than diesel engine with a combustion duration shorter than diesel engine; The NO, and soot emissions of D40 engine are both obviously lower than diesel engine, meaning that a see-saw relation between NO, and soot emission can well be solved. On the contrary in M15 engine, the emission of soot goes down while that of NO, goes up. The HC emissions of both blend fuel engines are higher than diesel engine in whole speed range while their COemission is lower than diesel engine at low speeds but is higher than diesel engine at high speeds.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2011(033)009【总页数】6页(P761-766)【关键词】柴油机;醇醚燃料;燃烧特性;排放【作者】朱建军;王铁;张翠平【作者单位】太原理工大学机械工程学院,太原030024;太原理工大学机械工程学院,太原030024;太原理工大学机械工程学院,太原030024【正文语种】中文前言增压中冷柴油机以其热效率高、油耗低、动力强劲和工作可靠而得到广泛的应用。

对氢内燃机的异常燃烧分析

对氢内燃机的异常燃烧分析摘要：随着环境问题越来越严重，世界各国都致力于开发新能源，寻找化石燃料的替代品，汽车行业在节约能源、减少污染这一方面首当其冲，进气管喷射式氢内燃机随着各国政府对于环境污染问题越来越重视而被广泛的应用。

但是这种氢内燃机在使用过程中还存在着一些问题，其中氢内燃机的异常燃烧是其中最为严重的问题，是氢内燃机的大面积使用和推广受到制约。

笔者通过分析国内外关于氢内燃机的异常燃烧的研究成果，找出氢内燃机的异常燃烧的主要影响因素和其产生的原因，提出一些解决氢内燃机异常燃烧的方法，这将为进气管喷射式氢内燃机在全世界范围内推广提供技术上的保证。

关键词：进气管喷射式氢内燃机，氢内燃机，异常燃烧前言环境问题日益突出，引起人们的广泛关注，造成环境污染的主要污染物就是化石燃料的大量使用，汽车每年消耗的化石燃料超过全球消耗化石燃料总量的一半，这就迫使汽车行业进行燃料改革，减少石油等化石燃料的使用。

氢气以其作为燃料所独有的优良特性—无污染、来源丰富、热效率比油气高、稀燃性好、排放性好、启动性好，成为了汽车行业研究的重点。

目前国内的氢气内燃机主要有缸内直喷型和进气管喷射式型两种类型，缸内直喷型虽然能够减轻异常燃烧情况，但是由于是喷氢系统结构很复杂，而且喷氢系统对于部件的要求很大，目前技术和材料均难以满足，因此其成为未来氢内燃机研究的方向。

进气管喷射式氢内燃机由于结构相对简单、部件材料特性要求较低而得到广泛的使应用，但是应用中发现其异常燃烧问题比较突出，早燃、敲缸和回火等异常燃烧现象严重影响了氢内燃机的燃烧效率。

因此，本文重点讨论有关氢内燃机异常燃烧的问题，并提出一些解决措施。

一、氢内燃机的异常燃烧1.氢内燃机的异常燃烧的分类氢内燃机的异常燃烧主要有三种：一是早燃，即是氢内燃机在进气门关闭之后，而火花塞还没有点火以前，混合燃料气体就在气缸内发生燃烧的现象。

二是回火，指氢内燃机在正常运转中，火焰进入进气管，而引起的燃烧。

基于AVL_FIRE的汽油机缸内滚流的模拟计算_李云清

－８－（１２０）
图４滚流比为１．０和１．２５时，滚流轴线位置变化对缸内湍动能的影响
行至６４５ ℃Ａ后，滚流运动轴线位置变化对缸内湍动能场的影响基本消失，各方案的湍动能场结构趋于一致，这就又验证了前段的说法。因此，下面研究滚流对燃烧的影响时，不再讨论初始流场滚流旋转轴线位置变化的影响。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｕｍｅｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆ４９５ｇａｓｏｌｉｎｅｅｎｇｉｎｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｉｔｉａｌｉｎ－ｃｙｌｉｎｄｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｓｃｏｅｎｓｉｏｎＣＦＤｐｒｏｇｒａｍｃｏｄｅＡＶＬ－ＦＩＲＥ．Ｔｈｅｔｒｅｎｄｏｆｉｎ－ｃｙｌｉｎｄｅｒｖｅｌｏｃｉｔｙｆｉｅｌｄｃｈａｎｇｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｉｔｉａｌｔｕｍｂｌｅｒａｔｉｏｓｏｎｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｓｔｒｏｋｅｉｓｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｉｎ－ｆｌｕｅｎｃｅｏｆｉｎ－ｃｙｌｉｎｄｅｒｔｕｍｂｌｅｌｏｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｆｌｏｗｏｎＴＫＥａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｕｍｂｌｅｒａｔｉｏｓｏｎｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．
程，为研究设计进气与燃烧系统提供有力依据。２数值模拟２．１发动机基本参数和网格划分
研究对象为４９５汽油发动机，缸径９５ｍｍ，行程９５ｍｍ，连杆长度１４７ｍｍ，每缸２个进气门和２个排气门，压缩比为９．５，计算转速为２５００ｒ／ｍｉｎ，点火时刻为７０５ ℃Ａ。

HCCI汽油机燃烧和排放特性的仿真分析

细化学反应机理基础上应用ＲＮＧｋ一８和化学反应ＥＣ模型能够较为准确地预测ＨＣＩ油机缸内燃烧和排放。仿真为ＤＣ汽
实际的设计提供了依据。
关键词：数值模拟；计算流体动力学；燃烧和排放；当量燃空比
中国分类号：Ｂ４Ｔ２文献标识码：Ｂ
第２卷第４８期
文章编号：０６— ３８２１）４—０５０１０９４（０１０３８— ５
计
算
机
仿
真
２１年４０１月
ＨＣｌ油机燃烧和排放特性的仿真分析Ｃ汽
李燕，郑朝蕾，何祖威，王峰
（庆大学动力工程学院，庆４０４）重重００４
ｇｓｌｅｅｇｎｎｓｆｌｕｄｒｏｕｔｎｏｔｉｔｎｏＣＩｎｉｅｙｕｉｇＲＧｋａｏｉｎｅａｄｉａｕｅｉｅｆｍｂｓｏｐｉｚｉｆＣｇｎｂｓＮ一￡ａｄＥＣｍｄｌｎｉｓｕｇｏｃｉｍａｏＨｅｎｎＤｏｅ
ｓｏｏｍｉｇｉＨＣＣＩｇｓｌｎｎｉｅｂｉｇｉｎｓｆｒｎｎａａｏｉｅｅｇｎｙｕｓｎＣＦＤｓｆｗａｅＦＩＵＥＮＴｃｕｌｄｏｔｒｏｐｅｗｉｄｔｉｅｃｅｃｌｉｔｔｅａｌｄｈｍｉａｋｎｅｉｈｃ
摘要：究内燃机燃烧特性问题，了能更为准确地预测ＨＣＩ油机缸内燃烧特性和排放特性，出建立了内燃机缸内工研为Ｃ汽提

FIRE v2008 缸内计算控制参数说明

C-PM / FIRE-100004, 2008
3
运行模式
缸内计算是瞬态计算，run mode 选择曲柄转角代表时间的变化对于柴油机的部分模型，由于只计算高压循环，所以起始角是进气门关的时刻关闭角是排气门开的时刻
一个冲程180度，怎么理解559？
C-PM / FIRE-100004, 2008
AVL先进模拟技术
AVL FIRE v2008 缸内计算控制参数说明
说明
•本讲义的侧重点是对于缸内的喷雾，燃烧和排放模块（柴油机和汽油机）的解释和参数意义的说明 •在边界条件和初始条件上以柴油机的部分模型为重点进行介绍 •本讲义未包含壁膜模型wall film的讲解
C-PM / FIRE-100004, 2008
C-PM / FIRE-100004, 2008
24
Spray模块：什么是喷雾的发展？
燃油进入燃烧室后经历了破碎，湍流扰动，变形，碰撞聚合和碰壁等一系列物理变化过程
C-PM / FIRE-100004, 2008 25
上页的图中所描述的物理现象在子模块中均有考虑，而有些现象是在喷嘴的设置中进行定义的（比如初次破碎）
20
2D结果的输出一定要激活，可以得到缸内的平均压力和温度等数据
backup文件：
建议在喷射时刻前(比如提前1度）一定要输出一个backup文件，以便在以后对喷雾和燃烧模型进行调整的时候可以从喷射前的某一时刻restart，以节省计算时间
C-PM / FIRE-100004, 2008
21
物质输运模块
物质输运模块只需要选择 standard模式即可
C-PM / FIRE-100004, 2008

基于AVL_FIRE的汽油机进气道气流运动三维数值模拟

·125·
李林，张力，黄琪，贺宇东：基于AVL-FIRE 的汽油机进气道气流运动三维数值模拟
由气道气缸纵向切面速度分布图可知，气流经气道进入气缸后，经排气门侧燃烧室壁面和缸壁向下的进气气流在缸内形成的一个明显的纵向漩涡。
气缸横切面的速度分布如图7~图11所示。
图3 2mm升程时气道气缸纵切面速度分布
从表1可以看出，气门升程在1mm时相对误差较大，而在其他升程时相对误差都在5%以内。气门升程较小时，试验误差和仿真误差都会相应增大，因此出现较大相对误差属于正常现象。
表1 流量系数计算值与试验值的比较
气门升程
计算值
试验值
相对误差值
1mm 升程
0.116
0.142
18.8%
2mm 升程
0.261
图7 1mm升程气缸横切面的速度分布
图4 3mm升程时气道气缸纵切面速度分布
图8 2mm升程时气缸横切面速度分布
图5 4mm升程时气道气缸纵切面速度分布
图9 3mm升程时气缸横切面速度分布
图6 5mm升程时气道气缸纵切面速度分布
·126·
图10 4mm升程时气缸横切面速度分布
李林，张力，黄琪，贺宇东：基于AVL-FIRE 的汽油机进气道气流运动三维数值模拟
0.273
4.5%
3mm 升程
0.388
0.389
1.1%
4mm 升程
0.501
0.485
3.3%
5mm 升程
0.595
0.571
4.2%
4结论
用CFD技术模拟YBR125汽油机进气道及缸内流场，获得了各升程下的流量系数，与试验所测数据趋于一致。相对误差在允许范围以内，表明CFD模拟已经有了相当高的精度。由于稳流试验无法得到大量的三维流场信息，因此可以用CFD数值模拟进行发动机气道的开发与设计，不但节省大量的人力、物力，且具有较高的可行性。

基于FIRE的柴油机燃烧过程模拟分析

引言
20世纪 60年代末以来, 随着计算机技术的飞速发展及计算流体力学、计算传热学、化学动力学等基础理论研究的深入, 内燃机燃烧过程的模拟分析成为燃烧研究的重要手段。本文采用了 AVL 公司的 F IRE软件对 6105柴油机缸内喷雾及燃烧过程进行了三维模拟计算, 对最大扭矩工况和标定工况下喷雾流场及燃烧室内燃烧进程等进行了分析, 为柴油机燃烧过程的完善提供了有价值的参考依据。
体与气体界面上沿流动方向扰动波的不稳定性进行
分析, 认为不稳定波的振幅大于临界值的时候, 液滴即发生分裂。
蒸发模型采用 Dukow icz模型, 该模型认为传热和传质过程是完全相似的过程, 并且假定 Lew is数 ( 热扩散系数与质扩散系数的比值 ) 为 1。该模型作了以下几个假设: 液滴为球对称形状; 1) 液滴表面是准静态的, 即液滴表面的物性是均匀的; 2) 液滴温度沿液滴直径均匀分布; 3)在液滴表面上液气热平衡。
R
=
A ∃r
!
m in[ yfu;
yO S 2;
B
式中 ∃r 为湍流时间尺度, 括号中三项依次为燃油
浓度、氧气浓度和生产物浓度。其中 A 和 B 可作调整
参数, A 为主要调整参数, 其数值控制反应速率的快
慢, 本次模拟过程中选其值为 10~ 15; 压燃式发动机,
B = 1, 点燃式发动机, B = 0。
气缸内气体湍动能和湍流长度尺度由以下公式获得 [ 2] :
Tk =
3 ( nh ) 2 2 60
Ls=
hv 2
式中 T k 为湍动能, Ls 为湍流长度尺度, n 为转速, h 为行程, hv 为最大气门升程。
由于缺乏喷油规律的实测数据, 喷油规律通常可

乙醇／柴油混合燃料燃烧过程数值模拟

乙醇／柴油混合燃料燃烧过程数值模拟靳德才;谭泽飞;欧阳文斌【摘要】利用CFD 分析软件AVL FIRE 对高压共轨柴油机燃用柴油乙醇混合燃料的燃烧过程进行模拟，通过建立三维仿真模型研究发动机燃用不同掺比燃料的燃烧特性，并对模型的准确性进行了验证。

计算了乙醇掺比对发动机燃烧过程中缸内压力、累积放热量及放热率等的影响；模拟出了不同配比混合燃料下高压共轨柴油机的各方面的性能。

模拟结果得出：在中高负荷下，乙醇的低十六烷值、高汽化潜热值和含氧对发动机燃烧过程中的缸内压力和放热率的影响较大，发动机燃用E10具有最佳的动力性和经济性。

%Using CFD simulation tool FIRE to simulate the combustion process that a high pressure common rail diesel engine use diesel-ethanol mixed fuel , and a 3 D simulation model was established and validated .using the established model to study the combustion characteristic of the mixed fuel ,calculating the influence of the mixing ratio of ethanol on the mean pressure in the cylinder ,accumulated heat release and rate of heat release and so on;various performances that the diesel engine uses mixed fuel were calculated .The result shows that :in high load condition , the low cetane number , high latent heat of vaporization and the proportion of oxygen of the ethanol have great effect on the mean pressure in the cylinder and the heat release rate ,the diesel engine has the best dynamic and economic performance with E 10 mixed fu-el .【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】5页(P235-238,249)【关键词】共轨柴油机;乙醇;仿真;放热率【作者】靳德才;谭泽飞;欧阳文斌【作者单位】西南林业大学机械与交通学院，昆明 650224;西南林业大学机械与交通学院，昆明 650224;西南林业大学机械与交通学院，昆明 650224【正文语种】中文【中图分类】TK421;S218.5随着能源危机的日益加深和环境污染的日益严重，寻求新的代用能源已经成为人们关注的普遍问题。

基于CFD仿真分析与试验验证的EGR率均匀性研究

基于CFD仿真分析与试验验证的EGR率均匀性研究张雷;魏威;黄烨均【摘要】为满足非道路柴油机第三阶段排放法规要求,设计了一种简单、低成本的无冷却器废气再循环(EGR)系统.本文主要研究四缸非道路柴油机采用这种EGR系统的各缸EGR率分布的均匀性.首先通过一维仿真计算得到三维CFD分析计算的边界,然后通过三维AVL FIRE仿真软件计算得出进气管及EGR管路的气体流场.计算结果发现除了瞬态EGR率波动有差异外,采用和不采用EGR混合器的柴油机各缸EGR率均匀性差异不大.通过试验证明,采用和不采用EGR混合器确实对于EGR 率较小的增压非中冷柴油机性能影响很小.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】4页(P112-115)【关键词】非道路用柴油机;EGR混合器;EGR率均匀性;CFD【作者】张雷;魏威;黄烨均【作者单位】广西玉柴机器股份有限公司,广西南宁 530007;广西玉柴机器股份有限公司,广西南宁 530007;广西汽车行业协会,广西南宁 530000【正文语种】中文【中图分类】TP3190 前言我国非道路移动机械用柴油机的保有量较高，但相比车用柴油机，非道路用柴油机的排放控制技术相对落后很多，减排潜力巨大。

柴油机排放控制的重点是氮氧化物（NOx）和颗粒（PM）排放，由于NOx和PM生成机理的矛盾性，柴油机的排放控制技术比汽油机更为复杂，为了保证柴油机的性能，减少对后处理技术的依赖并节约成本，机内净化一直是排放控制研究和应用的核心。

研究表明：废气再循环（EGR）技术是目前降低柴油机NOx排放最有效的技术之一[1-4]。

在多缸柴油机上采用EGR系统时，如果各缸EGR率不均匀，会导致各缸工作不一致，影响整机排放和动力性。

前期设计了一种简单、低成本的废气再循环（EGR）系统，并采用八工况法实验研究了该EGR系统对非道路用柴油机燃油经济性和排放特性的影响，结果表明非道路柴油机采用该EGR系统的八工况加权比排放量满足第三阶段排放限值的要求[5]。

醇醚燃料国家明确文件

醇醚燃料国家明确文件
醇醚燃料作为一种替代传统能源的清洁能源，国家对其发展给予了一定的支持。

以下是一些关于醇醚燃料的国家明确文件：
1. 《关于在部分地区开展甲醇汽车应用的指导意见》（工信部联节〔2019〕61号）：该文件指出，为加快推动甲醇汽车应用，实现车用燃料多元化，保障能源安全，根据有关法律法规，制定该指导意见。

2. 《醇醚燃料及醇醚发动机技术标准工作指导意见》（国能综通〔2019〕49号）：该文件提出，到2025年，健全完善以甲醇、乙醇、生物柴油等为代表的醇醚燃料标准体系，重点制定、修订30项以上醇醚燃料及醇醚发动机相关标准（规范）。

这些文件为醇醚燃料的发展提供了政策支持和指导方向。

如需更多信息，建议查阅相关政府部门的官方文件或咨询相关专家。

AVL软件功能介绍

李斯特技术中心（上海）有限公司
LIST Technical Center (Shanghai) Co., Ltd
AVL 软件功能详细介绍
一、AVL 模拟分析软件目录 (可点击相应软件链接)
1> 发动机性能分析软件:
Boost
一维发动机工作过程循环模拟分析计算
Fame
自动网格生成器
对于发动机瞬态特性的预测有下列模型可供选择：
z
关于油耗的各种模型
z
发动机和进排气系统的热惯性模型
z
各种实际工况下预测放热率和 NOx 的燃烧模型
z
基于压气机和涡轮特性图基础上的增压器动力学计算模型
z
允许用户在稳态和瞬态条件下模拟作为发动机控制装置的发动机电子控制模
块 ECU,动态数据链接库 DLL 和 MATLABTM.
基于windows技术的图形用户界面交互式预处理程序它包含了能够指导用户进行所需数据输入的模型编辑器交互式后处理程序能够对计算结果进行快速分析并且与试验台架数据进行对比方便的结果数据报告内容丰富的交互式帮助系统对于管道流动进行一维模拟的高效模拟技术和其他发动机部件的高级模拟技提供将用户所编写子程序与boost程序的链接需要fortran编译器的支持利用后处理程序可对压力波等输出结果进行动画演示avlboost友好的交互式图形界面系统可以使具有基本发动机循环模拟技术的用户在较短的时间内掌握由系统提供的所有功能甚至毫无经验的用户在接受短暂的培训之后就能解决简单的问题
功能强大的求解器
算法及主要物理模型
• 采用最先进的以网格面为基准的适用于任意形状多面体网格的有限体积法求解技术
• 所提供的湍流模型中除通用的模型外，还有 AVL 提出的复合湍流模型－结合了 k- ε

207_用Fire模拟我公司汽油机进气道流量系数及滚流测试方法_长城刘吉春

用FIRE 模拟我公司汽油机进气道流量系数及滚流测试方法刘吉春1、刘刚1、盛鹏程2（1.长城汽车股份有限公司动力研究院，河北省保定市；2. 邢台职业技术学院汽车工程系，河北省邢台市）摘要：本文主要介绍了应用A VL FIRE 软件对我公司的汽油机进气道流量系数及滚流测试方法进行计算，通过对滚流测量面角动量的读取以及计算结果的后处理，得到了进气道的流量系数及滚流比。

将计算值同试验值对比可知，FIRE 软件计算得到的流量系数和滚流比相比试验值变化趋势相同；流量系数和滚流比的计算误差较大区域分布各不相同，流量系数计算误差较大区域分布在小升程，滚流比计算误差主要分布在1mm 升程和较大升程，且误差大小不同，流量系数误差较小，滚流比误差较大。

鉴于此，需在试验设备及数值计算两方面着手对汽油机进气道进行研究，以提高进气道的计算准确性。

关键词：进气道；流量系数；角动量；滚流比主要软件：A VL FIRE 、HyperMesh1. 前言发动机理想的动力性、经济性及低排放的性能指标，取决于燃烧系统的合理匹配。

充足的新鲜空气、合理的气流运动是形成品质优良的可燃混合气、优化燃烧过程的基础。

无论是开发新机型，还是改造老机型，都需要对气道进行仔细、深入的研究。

进气道稳流试验可掌握发动机的进气状况，评估发动机进气系统的流通特性及进气道涡流形成能力，为发动机进气系统开发及燃烧过程研究提供重要的试验依据。

但是，进气道稳流试验成本较高、周期较长，并且无法观察到气道内部流动信息。

为了降低发动机开发成本和开发周期，根据我公司气道滚流试验台并结合A VL FIRE 软件Formula 公式开发了相应的进气道流量系数和滚流比稳流模拟方法。

2. 进气道CFD 计算2.1 流量系数流量系数表征了进气道的流通能力，流量系数的公式如下：theo ctual /m m C a F =ctual a m 为通过气道的实际空气质量流量，单位kg/stheo m 为在p ∆压差下理论上无压损时通过气道自由控制界面v A 的空气质量流量，kg/s 理论质量theo m 定义为:m v p A m ρρ/2theo ∆=k p p p 1000⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-=ρρ ()2/0ρρρ+=m42v v d A ⋅=π为气门座面积，v d 为气门座直径，m ρ为气体平均密度，ρ为气缸内气体密度，0ρ为环境空气密度，0p 为环境大气压力，p ∆为压降。