五十铃先进工程中心(IAEC)通过燃烧室结构优化实现燃油效率提升
在探讨如何有效降低车辆环境影响的过程中,提升柴油发动机效率被视为一项兼具过渡性与实效性的重要路径,尤其在中重型商用车及乘用车领域意义更为突出。五十铃先进工程中心(IAEC)的设计团队系统研究了通过改变柴油发动机燃烧室几何结构来提升燃油效率的技术路径。
主要成果:
1:基于 CONVERGE CFD 与 modeFRONTIER 构建计算网格,驱动 3D-CFD 仿真流程
2:燃油消耗降低 3.2%
3:精准识别最优结构方案
技术挑战
柴油发动机的理论热效率直接影响燃油消耗水平,提高燃烧室压缩比是改善热效率的有效手段之一。然而,压缩比的提升会导致缸内温度升高,同时燃油喷雾与燃烧室壁面的撞击区域扩大,可能引起燃烧室壁面过热,反而降低理论热效率。IAEC 团队探索了一种降低热损失的新思路:通过优化燃烧室几何形状,规避了传统方案在容积效率、成本控制及耐久性方面存在的局限性。

技术方案
为系统评估不同燃烧室形状的影响,团队首先定义了燃烧室轮廓与喷雾角度参数,并使其匹配设定的基准压缩比。随后,采用 CONVERGE CFD 完成计算网格的构建,并利用 modeFRONTIER 对 3D-CFD 仿真流程进行集成与驱动。
"通过这一方法,我们能够识别出累积放热量与做功量最大、同时热损失最小的燃烧室结构方案。" - IAEC 动力总成产品规划首席工程师 Takashima 表示。

等容度与热损失关系曲线
成果与验证
"我们对累积放热率最高的燃烧室结构进行了深入分析,将其与回流型和浅碟型燃烧室的放热率及缸内气体温度曲线进行对比,并进一步利用单缸发动机的试验数据完成验证。与浅碟型燃烧室相比,优化后的结构使燃油消耗降低 3.2%。modeFRONTIER 帮助我们精准定位最优结构方案,并深入分析了热平衡方面复杂的权衡关系。" —— 荒户 启太总结道。

五十铃
五十铃先进工程中心有限公司(IAEC)成立于 1990 年,致力于开展五十铃汽车产品开发所需的前瞻性技术研究。该中心围绕车辆安全、环境保护及节能三大核心领域,持续推进商用车与柴油发动机相关技术的研发工作。IAEC 通过与全球研发机构及高等院校的工程师、研究人员建立紧密协作,为实现理想未来所需的理想汽车而不懈努力。