【摘要】：柴油機進氣過程受到進氣道結(jié)構(gòu)、氣門桿及復(fù)雜運行工況的影響,在氣門間隙處會發(fā)生回流和流動分離等現(xiàn)象,導致進氣流通性能的惡化。為了充分認識增壓柴油機進氣門附近的流動規(guī)律及其影響,本文采用大渦模擬方法對一臺單缸四沖程增壓柴油機進氣過程進行了三維瞬態(tài)模擬。本文首先對柴油機進氣門附近的流動特性展開了研究,結(jié)果表明:(1)回流的發(fā)生是導致大氣門升程下氣門圓周速度分布不均勻的主要原因。小氣門升程下,氣門間隙速度分布均勻,隨著氣門升程的增大,回流現(xiàn)象逐漸加劇,進而導致了氣門間隙處速度分布的不均勻。切向氣道側(cè)的回流主要發(fā)生在氣門閥座處,螺旋氣道側(cè)的回流主要發(fā)生在氣門閥座、氣門密封面和氣門桿處。(2)氣門間隙處回流的發(fā)生對進氣流通性能的影響較小。發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中。(3)充量系數(shù)隨增壓比的提高逐步增大,缸內(nèi)渦流比受增壓的影響較小。中等轉(zhuǎn)速(2000 rpm)下,隨著增壓比的提高氣門間隙處的回流被抑制,回流速度與回流面積均減小;高轉(zhuǎn)速(4000 rpm)下,提高增壓比氣門間隙處速度的大小與分布規(guī)律基本保持不變。其次本文對柴油機進氣射流特性及其對缸內(nèi)流動的影響進行了研究,結(jié)果表明:(1)增壓比的提高會導致射流偏轉(zhuǎn)角度的大小發(fā)生變化,但對射流角度隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化趨勢沒有影響。進氣階段射流角度逐漸由氣缸底部偏向氣缸中心,最后逐漸向氣門間隙中心線靠近。(2)增壓對進氣初期及中期進氣射流中心線上速度分布的影響較大,對進氣后期影響較小。進氣初期,兩氣道射流中心線上速度都快下降。進氣中期,切向氣道側(cè)射流中心線上的速度快速下降,射流噴射距離減小;螺旋氣道側(cè)射流中心線上的速度緩慢下降,射流噴射距離增長。(3)進氣射流與缸內(nèi)流場在進氣初期與中期存在較強的關(guān)聯(lián)性,但在進氣末期射流速度減小對缸內(nèi)流動結(jié)構(gòu)的影響迅速減弱。進氣射流的破碎和缸內(nèi)渦心變動是導致進氣階段缸內(nèi)湍動能增大的原因之一。
【圖文】：

2度為置排氣門開啟時刻為 圖 2-22-2 (a) 可知30°，置。由圖 2-2 顯示了進氣門幾何結(jié)構(gòu)可知，進氣門，氣門圓錐面-2 (b) 可知，，120 CAD表Table 2柴油機參數(shù)工作容積連桿長度壓縮比渦流比燃燒室形狀進氣門幾何結(jié)構(gòu)進氣門外徑為 39 mm面角度為 25°，進氣門開啟時刻為，排氣門關(guān)閉時刻為2-1 發(fā)動機主要結(jié)構(gòu)參數(shù)Table 2-1 Engine main parameters參數(shù) 進氣門幾何結(jié)構(gòu)及氣門升程曲線隨曲軸轉(zhuǎn)角變化趨勢，氣門閥座寬度為。本文定義壓縮沖程上止點為進氣門開啟時刻為 320 CAD排氣門關(guān)閉時刻為 1 Engine main parameters參數(shù)取值1.05 升183 mm15 1.2 凹坑型及氣門升程曲線隨曲軸轉(zhuǎn)角變化趨勢氣門閥座寬度為本文定義壓縮沖程上止點為，進氣門關(guān)閉時刻為400 CAD 1 Engine main parameters 183 mm 4 mm，進氣門關(guān)閉時刻為。 及氣門升程曲線隨曲軸轉(zhuǎn)角變化趨勢。，氣門閥座傾斜角0 度曲軸轉(zhuǎn)角位600 CAD。由圖氣門閥座傾斜角

求解初期相符示了數(shù)隨不同循環(huán)數(shù)的變化規(guī)律800 rpmomparison of the M on知，兩個工況下初期，的求解，段，進氣射流的動能逐漸減弱630 CAD相符，因此可以說明目前的網(wǎng)格策略滿足800 rpm數(shù)隨不同循環(huán)數(shù)的變化規(guī)律u 與 Haworth自然吸氣工況平面omparison of the M on兩個工況下，由于進氣射流進入缸內(nèi)會引起，因此進氣射流區(qū)域的進氣射流的動能逐漸減弱時缸內(nèi)大部分區(qū)域的因此可以說明目前的網(wǎng)格策略滿足自然吸氣工況[73]提出自然吸氣工況（左）和平面內(nèi)不同時刻omparison of the M on the mid-section between Case1 (left) and Cthree instants M 值在三個曲軸轉(zhuǎn)角時刻由于進氣射流進入缸內(nèi)會引起因此進氣射流區(qū)域的數(shù)隨不同循環(huán)數(shù)的變化規(guī)律。提出。相關(guān)性系數(shù)的計算公式如下 , u vu vRI和 4000 rpm 增壓比為內(nèi)不同時刻 M 云圖 section between Case1 (left) and C 由于進氣射流進入缸內(nèi)會引起缸內(nèi)M 值略低于進氣射流的動能逐漸減弱，缸內(nèi)逐步形成大尺度的M值都大于自然吸氣工況與4000 rpm。相關(guān)系數(shù)可以用于對比兩相關(guān)性系數(shù)的計算公式如下, 5 工況值在三個曲軸轉(zhuǎn)角時刻的分布規(guī)律缸內(nèi)小尺度渦的0.8。隨著活缸內(nèi)逐步形成大尺度的0.8。該結(jié)果也LES 的要求自然吸氣工況可以用于對比兩工況（右的分布規(guī)律小尺度渦的隨著活缸內(nèi)逐步形成大尺度的該結(jié)果也的要求。自然吸氣工況相關(guān)性系數(shù)的計算公式如下： 的分布規(guī)律小尺度渦的隨著活
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TK421

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前7條

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本文編號：2701186