本文關(guān)鍵詞：對(duì)置活塞二沖程直噴汽油機(jī)缸內(nèi)工作過(guò)程仿真研究　出處：《北京理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：對(duì)置活塞二沖程直噴汽油機(jī)憑借著高功率密度和平衡性好等優(yōu)點(diǎn),引起國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注。對(duì)置活塞二沖程汽油機(jī)是一種往復(fù)式內(nèi)燃機(jī),其缸內(nèi)工作過(guò)程與傳統(tǒng)汽油機(jī)不同,對(duì)于其工作過(guò)程的研究尚未深入展開(kāi)。本文以對(duì)置活塞二沖程直噴汽油機(jī)為研究對(duì)象,采用數(shù)值仿真的方法,開(kāi)展了對(duì)置活塞二沖程直噴汽油機(jī)的缸內(nèi)工作過(guò)程仿真研究。本文根據(jù)對(duì)置活塞二沖程汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理,建立了發(fā)動(dòng)機(jī)仿真計(jì)算模型,進(jìn)行了缸內(nèi)工作過(guò)程的仿真研究,主要研究工作如下:探索了對(duì)置活塞二沖程汽油機(jī)缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)的組織方法,提出了采用進(jìn)氣口傾角組織缸內(nèi)渦流運(yùn)動(dòng)和氣腔結(jié)構(gòu)組織缸內(nèi)滾流運(yùn)動(dòng)的方法,并分析不同進(jìn)氣口傾角和不同進(jìn)氣腔結(jié)構(gòu)對(duì)工作過(guò)程的影響。結(jié)果表明:進(jìn)氣口傾角的增大能增強(qiáng)缸內(nèi)的渦流運(yùn)動(dòng),傾角每增加10°,渦流比約增加0.5。渦流能夠提高缸內(nèi)的湍流和湍動(dòng)能,并有利于油滴的破碎和擴(kuò)散,但渦流運(yùn)動(dòng)過(guò)強(qiáng)會(huì)加劇油滴的互相碰撞和碰壁。當(dāng)進(jìn)氣口傾角為10°時(shí),缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)和混合氣形成質(zhì)量最為理想。非均勻進(jìn)氣腔能夠在缸內(nèi)組織大尺度的滾流,滾流運(yùn)動(dòng)能夠提升缸內(nèi)的湍動(dòng)能,改善油氣混合過(guò)程,滾流對(duì)掃氣效率有一定影響。結(jié)果表明:采用非均勻進(jìn)氣腔結(jié)構(gòu)更能滿足對(duì)置活塞二沖程汽油機(jī)對(duì)缸內(nèi)工作過(guò)程的需求。分析了噴油參數(shù)(噴油方向、噴油時(shí)刻、噴油壓力和噴油策略)對(duì)混合氣形成過(guò)程的影響,結(jié)果表明:噴油方向直接影響了混合氣的分布情況,增大排氣側(cè)噴射夾角?會(huì)導(dǎo)致燃油蒸發(fā)率降低,而增大進(jìn)氣側(cè)噴射夾角?有利于提高缸內(nèi)混合氣的均勻度。提早噴油時(shí)刻可以保證燃油與空氣有更多的混合時(shí)間,改善點(diǎn)火時(shí)刻的混合氣形成質(zhì)量,但是噴油提前角受燃油短路限制。噴油壓力能夠影響油束的貫穿距離和初始液滴的大小,噴油壓力的提高有利于液滴的擴(kuò)散,但是導(dǎo)致碰壁現(xiàn)象加劇。在部分負(fù)荷工況,通過(guò)兩次噴射策略可以改變缸內(nèi)混合氣的分布情況,第二次噴油占總噴油量的比例主要影響分層混合氣濃區(qū)的分布情況,而第二次噴油時(shí)刻主要影響缸內(nèi)混合氣均勻程度。當(dāng)二次噴油時(shí)刻為90°CA TDC,二次噴油量比例為20%時(shí),缸內(nèi)形成了火花塞附近較濃、周?chē)〉姆謱踊旌蠚夥植�。探索了�?duì)置活塞二沖程汽油機(jī)的燃燒速度,分析了火花塞數(shù)目和混合氣模式對(duì)燃燒特性的影響。研究結(jié)果表明:增加火花塞數(shù)目有利于組織快速燃燒,縮短燃燒持續(xù)期,但隨著火花塞數(shù)目增加,其影響作用減弱,并且火花塞數(shù)目過(guò)多會(huì)導(dǎo)致燃燒后期火焰面干涉。對(duì)置活塞二沖程汽油機(jī)采用對(duì)稱分布的雙火花塞較為合理,其缸壓峰值比單火花塞位置提前5~6°CA。在缸內(nèi)混合氣整體稀薄的條件下,采用兩次噴油策略以在缸內(nèi)形成分層混合氣,能夠有效改善缸內(nèi)燃燒。相同轉(zhuǎn)速時(shí),采用分層稀混合氣相比均勻稀混合氣的火焰發(fā)展期縮短了約30%,快速燃燒期縮短了約15%,燃燒的等容度提高,熱效率增加。本文的研究結(jié)果在一定程度上有助于加深對(duì)對(duì)置活塞二沖程直噴汽油機(jī)工作過(guò)程的理解,并可以為該類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。
[Abstract]:In this paper , the influence of different inlet angle and different inlet cavity structure on the working process of piston two - stroke direct - injection gasoline engine has been studied . The results show that the increase of air intake angle can increase the turbulence and turbulence kinetic energy in cylinder and improve the gas mixing process . The results show that the oil - injection pressure can increase the turbulence and turbulence kinetic energy in cylinder , and improve the fuel oil - gas mixing process . The results of this paper are helpful to deepen the understanding of the working process of the two - stroke direct injection gasoline engine and provide a reference for the optimum design of the engine .

【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TK411

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1 А.И.УСТИМОВ;秦若，

本文編號(hào)：1438872