摘要：缸内直喷汽油机（gasoline direct injection,GDI）的颗粒物排放问题越来越引起人们的重视。为解析GDI汽油机缸内碳烟生成机理,文中提出了一种改进的两步法碳烟模型,将该模型应用于Kiva-Chemkin软件中,对一款典型GDI汽油机的喷雾碰壁、混合气形成、燃烧和碳烟生成过程进行了三维计算流体力学（CFD）数值模拟。结果表明,GDI汽油机的碳烟主要源于缸内油气混合不均、壁面油膜的燃烧即池火燃烧。在均质混合气工作模式下,增加喷油提前角可使燃油雾化更好、油气混合均匀,从而降低碳烟生成。但如果喷油提前角过大,会导致喷雾碰壁,引起碳烟生成量急剧增加。在分层混合气工作模式下,碳烟主要来源于局部浓区。过早喷油不利于产生喷雾诱导的滚流,不利于油气均匀混合,会产生局部燃油浓区,从而导致缸内碳烟生成量较高。结果表明,文中提出的碳烟模型可较好地预测缸内碳烟生产过程。

关键词：颗粒物 碳烟模型 池火 混合气形成 数值模拟 

单位：清华大学汽车安全与节能国家重点实验室; 北京市海淀区100084