ПЕРЕМЕШИВАНИЕ ВОДОРОДА С ВОЗДУХОМ И ЕГО ГОРЕНИЕ ПРИ ПОДАЧЕ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ В КАМЕРУ СГОРАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ

Abstract

Представлены результаты численного моделирования процессов перемешивания водорода с воздухом при прямой подаче водорода под высоким давлением в камеру сгорания (КС) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и последующего горения при воспламенении от искры. Рассматриваются две постановки задачи. В рамках первой постановки объем КС неизменен и соответствует КС двигателя малого объема, т. е. при положении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ). В такую камеру осуществляется впрыск водорода под давлением 700 атм через 6 щелей суммарной ширины 1,8 мм. Время полного перемешивания составило около 25 мс, а время сгорания 1 мс, недогорание водорода при этом оказалось равным 9,5%. В рамках второй постановки осуществляется впрыск водорода в цилиндр двигателя с размерами, близкими к размерам реального двигателя, в начале такта сжатия через щелевое пространство шириной 1,6 мм. Варьировалось давление впрыска: 20, 60, 100 и 140 атм. Показано, что перемешивание осуществляется наиболее полно при использовании относительно низких давлений 20-100 атм. Полученные количественные оценки указывают на возможные пути оптимизации системы прямой подачи водорода в камеру сгорания ДВС.