Новый альтернативный (частично-гомогенный) процесс сгорания как способ снижения концентраций оксидов азота и сажи в продуктах сгорания дизеля

Предложен новый альтернативный (частично-гомогенный) процесс сгорания в дизелях, обеспечивающий изменения локальных значений коэффициента избытка воздуха и температуры рабочего тела в диапазонах, лежащих за пределами области образования оксидов азота и сажи. Важно, что осуществление процесса не требует значительных изменений в серийной конструкции. Моделирование альтернативного процесса, а также традиционного дизельного процесса осуществляется на основе фундаментальных уравнений трехмерного нестационарного переноса в совокупности с моделями сгорания и образования вредных веществ: оксидов азота и сажи. Система уравнений для модели цилиндра дизеля с подвижными границами (клапаны, поршень) используется в форме Рейнольдса и замыкается с помощью $k$–$\xi$–$f$-модели турбулентности, учитывающей пристеночную анизотропию турбулентности. Разработанные $\mathrm{3D}$-модели рабочего процесса дизеля реализуются в CFD-коде AVL-FIRE. Установлено, что переход от классического дизельного процесса на частично-гомогенное сгорание позволяет практически полностью блокировать образование оксидов азота и существенно снизить выброс сажи.