本文關(guān)鍵詞：基于噴油策略的缸內(nèi)直噴汽油機(jī)分層燃燒仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《南京航空航天大學(xué)》 2012年

基于CFD的四沖程缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)直噴燃燒系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

朱成  

【摘要】：缸內(nèi)直噴技術(shù)的應(yīng)用給汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展帶來了新的面貌。與化油器式或進(jìn)氣道噴射相比，缸內(nèi)直噴技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn),比如：冷起動(dòng)容易，抗爆性較強(qiáng)，燃油經(jīng)濟(jì)性好，負(fù)荷響應(yīng)快。 在內(nèi)燃機(jī)燃料中，煤油的閃點(diǎn)較高，故煤油的使用更為安全也易于存儲(chǔ)和運(yùn)輸。研究以煤油為燃料的點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)對(duì)燃料使用安全，發(fā)動(dòng)機(jī)體積、重量要求等特殊應(yīng)用場(chǎng)合意義重大。國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)在研究點(diǎn)燃式煤油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù)時(shí)，除了需要解決揮發(fā)性與蒸發(fā)性較差的煤油燃料的霧化問題之外，還需要考慮缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)中燃燒室與進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)、火花塞與噴油嘴的相對(duì)布置以及噴油時(shí)刻的優(yōu)化匹配。其中，燃燒室與進(jìn)氣道對(duì)氣缸內(nèi)可燃混合氣的濃度分布影響甚大，從而嚴(yán)重影響點(diǎn)燃式煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的冷起動(dòng)性能以及大負(fù)荷工況的爆震極限功率。 本文以某款兩氣門楔形燃燒室為結(jié)構(gòu)特征的水平対置四缸汽油機(jī)為研究對(duì)象，采用空心錐噴霧模型和低壓空氣輔助噴射模型進(jìn)行混合氣形成過程模擬。首先對(duì)CFD中的動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究，保證發(fā)動(dòng)機(jī)氣門和活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)的網(wǎng)格質(zhì)量。其次是噴油器與燃燒室耦合時(shí)網(wǎng)格劃分的分析。最后，對(duì)影響燃油液滴在缸內(nèi)蒸發(fā)的因素進(jìn)行了分析，為進(jìn)一步的噴霧模擬做準(zhǔn)備。 針對(duì)所模擬的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，本文對(duì)其原型機(jī)進(jìn)行缸內(nèi)流場(chǎng)和噴霧模型分析和評(píng)價(jià)，特別是冷起動(dòng)工況。結(jié)果顯示，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和噴油時(shí)刻對(duì)混合氣的組成影響較大。根據(jù)原型機(jī)的計(jì)算結(jié)果，提出燃燒室、進(jìn)氣道、噴油器及火花塞位置布置的改進(jìn)方案，并且對(duì)改進(jìn)后的燃燒室系統(tǒng)進(jìn)行CFD模擬和評(píng)價(jià)。研究表明，進(jìn)氣道曲率半徑對(duì)混合氣影響較小，而燃燒室形狀、噴油器布置及噴油時(shí)刻對(duì)混合氣的影響較大。 為了驗(yàn)證計(jì)算的正確性，，本文研究了空氣輔助噴油器與燃燒室的耦合計(jì)算，并與空氣輔助噴油器定容彈噴霧實(shí)驗(yàn)的高速攝影拍攝到的油束形狀進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，采用空氣輔助噴油器得到的噴霧模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TK403
【目錄】：

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本文編號(hào)：239294