本文關(guān)鍵詞：柴油機(jī)缸內(nèi)流體流動數(shù)值分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 柴油機(jī)由于能量密度高，燃油消耗率低，燃油經(jīng)濟(jì)性好，功率和轉(zhuǎn)速范圍寬廣，在家用轎車、交通運(yùn)輸和工程機(jī)械中得到廣泛的應(yīng)用。但是由于能源危機(jī)和環(huán)境污染等問題日益嚴(yán)重，柴油機(jī)節(jié)能和降低排放成為柴油機(jī)研究人員所追求的目標(biāo)。柴油機(jī)內(nèi)部氣流運(yùn)動組織是否合理，不僅影響發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，而且影響其排煙、排污、噪聲和工作的可靠性。據(jù)此，要改進(jìn)燃燒和減輕污染，就必須研究內(nèi)燃機(jī)工作過程中的氣流運(yùn)動。本文以某柴油機(jī)為研究對象，利用流體流動和傳熱動力學(xué)方程為基礎(chǔ)的數(shù)值計(jì)算方法對柴油機(jī)的進(jìn)排氣過程和壓縮過程進(jìn)行了仿真分析。 以某缸徑為240mm的機(jī)車柴油機(jī)氣缸及進(jìn)排氣道建立計(jì)算幾何模型，利用數(shù)值計(jì)算方法對不同轉(zhuǎn)速、不同燃燒室形狀的氣缸內(nèi)速度場、溫度場以及壓力場的分布進(jìn)行了仿真。計(jì)算中流動控制方程為連續(xù)性方程、動量方程和能量方程，紊流模擬采用k-ε兩方程湍流模型，數(shù)值計(jì)算采用有限體積法，差分格式為迎風(fēng)差分格式，速度-壓力耦合采用SIMPLE算法。由于內(nèi)燃機(jī)工作時進(jìn)排氣閥以及活塞都處于運(yùn)動狀態(tài)中，對這一部分運(yùn)用了動網(wǎng)格守恒方程。對柴油機(jī)缸內(nèi)氣流在不同沖程的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行了仿真，并且在此基礎(chǔ)上對不同轉(zhuǎn)速、不同燃燒室形狀、不同配氣相位時氣缸內(nèi)部的氣流運(yùn)動的影響進(jìn)行了分析研究。 通過計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)：燃燒室的形狀對缸內(nèi)氣流組織影響較大，，收口深坑型燃燒室更有利于在壓縮過程中形成渦流；在高轉(zhuǎn)速情況下，缸內(nèi)氣流的平均溫度、平均壓力、平均速度以及湍流動能都要高于在低轉(zhuǎn)速的工況；轉(zhuǎn)速對內(nèi)燃機(jī)的換氣過程有較大的影響，在不同的轉(zhuǎn)速工況下應(yīng)采取不同的配氣相位，高轉(zhuǎn)速時，進(jìn)氣閥提前開啟角應(yīng)減小，滯后關(guān)閉角應(yīng)加大，排氣閥提前開啟角應(yīng)加大，滯后關(guān)閉角應(yīng)減小。低轉(zhuǎn)速時與之相反。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 工作過程 有限體積法 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TK421
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 研究的背景9
• 1.2 研究的意義9-10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.4 研究方法12-14
• 第2章 數(shù)值模擬方法14-24
• 2.1 流動與傳熱問題的控制方程14-17
• 2.1.1 連續(xù)性方程14
• 2.1.2 動量方程14-15
• 2.1.3 能量方程15-16
• 2.1.4 動網(wǎng)格守恒16-17
• 2.2 湍流的數(shù)值模擬17-19
• 2.2.1 湍流數(shù)值模擬方法17-18
• 2.2.2 湍流模型18-19
• 2.3 數(shù)值計(jì)算方法19-22
• 2.3.2 差分格式20
• 2.3.3 用有限體積法離散控制方程20-22
• 2.4 代數(shù)方程組的求解22-24
• 2.4.1 直接解法22
• 2.4.2 迭代解法22-23
• 2.4.3 壓力修正和SIMPLE算法23-24
• 第3章 柴油機(jī)缸內(nèi)模擬計(jì)算工況與條件24-29
• 3.1 幾何模型的建立24
• 3.2 計(jì)算工況及初始條件24-25
• 3.3 網(wǎng)格生成25-27
• 3.4 邊界條件27-29
• 3.4.1 壓力入口邊界條件27-28
• 3.4.2 壓力出口邊界條件28
• 3.4.3 固壁邊界條件28-29
• 第4章 柴油機(jī)缸內(nèi)流場計(jì)算分析29-43
• 4.1 排氣過程29-32
• 4.1.1 排氣過程中的壓力變化29
• 4.1.2 排氣過程中的溫度變化29-30
• 4.1.3 排氣過程中的速度變化30-32
• 4.2 進(jìn)氣過程32-38
• 4.2.1 進(jìn)氣過程缸內(nèi)氣體壓力變化32-33
• 4.2.2 進(jìn)氣過程溫度變化33-34
• 4.2.3 進(jìn)氣過程中的質(zhì)量流量的變化34-35
• 4.2.4 進(jìn)氣過程的速度變化35-38
• 4.2.5 進(jìn)氣過程缸內(nèi)渦流形成過程38
• 4.3 壓縮過程38-43
• 4.3.1 壓縮過程中的壓力38-40
• 4.3.3 壓縮過程中的氣流速度的變化40-42
• 4.3.4 壓縮過程中的渦流42-43
• 第5章 不同參數(shù)對缸內(nèi)流體流動的影響43-58
• 5.1 不同燃燒室形狀對缸內(nèi)流場的影響43-48
• 5.1.1 淺ω型燃燒室44-45
• 5.1.2 深ω型燃燒室45-46
• 5.1.3 平底深坑型燃燒室46-47
• 5.1.4 球形燃燒室47-48
• 5.2 不同轉(zhuǎn)速下缸內(nèi)氣流變換情況48-51
• 5.2.1 在不同轉(zhuǎn)速下缸內(nèi)平均溫度的變化48
• 5.2.2 不同轉(zhuǎn)速下缸內(nèi)平均壓力變化48-49
• 5.2.3 不同轉(zhuǎn)速下缸內(nèi)氣流速度變化49-50
• 5.2.4 不同轉(zhuǎn)速下缸內(nèi)平均湍流動能變化50-51
• 5.3 不同工況下不同的配氣相位對換氣過程的影響51-58
• 結(jié)論與展望58-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文64

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本文編號：261399