2。1 控制方程 8

2。2 计算模型 9

2。2。1  缸内流体流动模型（RNG k 湍流模型） 9

2。2。1。1  湍流数值模拟方法 9

2。2。1。2 RNG k 湍流模型 10

2。2。2  燃油喷雾模型 11

2。2。2。1  液滴控制方程 11

2。2。2。2  雾化模型（Huh 模型） 12

2。2。2。3  破碎模型（Reitz/Diwaka 模型） 14

2。2。2。4  碰壁模型(Bai 模型) 15

2。2。3 燃烧模型 15

2。2。4 排放生成物模型 16

2。2。4。1 NOX 模型 16

2。2。5  算法（PISO 算法） 18

2。3 本章小结 18

第 3 章 平原条件下计算模型的建立与验证 20

3。1 几何模型的建立 20

3。2 计算网格的生成 21

3。3 计算边界条件与初始条件的设定 22

3。3。1 边界条件的设定 22

3。3。2 初始条件的设定 23

3。4 模拟结果与试验结果的对比与分析 24

3。4。1 试验测试 24

3。4。2 模拟结果与实测示功图的对比与分析 24

3。5 本章小结 25

第 4 章 高原条件下柴油机燃烧过程研究与分析 26

4。1 高原条件下模拟结果与试验结果的对比分析 26

4。3 高原条件下不同主预喷间隔角对柴油机缸内燃烧的影响 27

4。3。1  不同主预喷间隔对缸内压力、温度、放热率及 NOX 排放量的影响 29

4。4 主预喷间隔的优化 32

4。6 本章小结 33

结论及展望 34

第 1 章 绪 论

1。1 课题研究的背景及意义

随着我国“一带一路”方针的实施，西部开发的区位优势使得与中亚、南 亚、西亚等国家交流合作更加深入。高原地貌在我国西部地区广泛分布，占国 土面积1/4的青藏地区，其平均海拔超4000米。西部的进一步开发，工农业，旅 游开发，国防业及运输业等行业迎来了更高的动力设备的需求。柴油机以其扭 矩大，能量热效率高，油耗量低、动力性强、耐用性好和排量低等优点在电力 系统，交通系统，工农机械等行业中应用广泛。然而，高原地势的海拔起伏变 化不大且平均海拔高。高原地貌多，论文网常常与盆地练成一片，约共占全球陆地面 积的45%，其中海拔超2000米的地貌约占总陆地面积的13。2%。我国有广阔的高 原山地分布，海拔逾千米的高原占到了全国陆地面积的58%。随地势的拔高， 高原地区有着和平原地区显著的气候不同，如气候干燥，日照强烈，气压低， 空气密度小等[1]。遗憾的是，高原条件下，柴油机的性能尚不能完全符合要求。 由于高原的含氧量，空气密度，平均大气压力都不及平原地区的60%。气压低 使得进气量下降，进气终了时的温度和压力达不到要求，最高爆发压力过低， 启动困难，工作不稳定，更是会出现功率下降，颗粒排放恶化，机体发热，油 耗增高等情况。资料表明，额定工况点运行的柴油机在2000米海拔时，功率会 下降24%，比油耗会增加5%左右。影响柴油机燃烧过程的因素很多，包括大气 温度，湿度，大气压力等，其中大气压力影响最大。以某增压柴油机为例，保 持大气温度不变，进气压力由0。3bar升高到1。5bar，缸内的最高燃烧压力Pmax 升高了近103。1%，功率Pe增加了约60%，燃油消耗率be大约降低了42。3%；大气 压力不变，温度由0℃升高到30℃，缸内最高燃烧压力Pmax降低了约6%，功率 Pe降低1。2%，燃油消耗率be升高了约1。6%[2]；因此，为改善柴油机高原条件下 的燃烧性能，对其缸内燃烧过程的研究和分析尤为重要。