本文關(guān)鍵詞：燃燒參數(shù)對GDI汽油機燃燒過程的影響研究

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【摘要】：缸內(nèi)直噴汽油機在高速大負荷工況時采用進氣行程噴油，采用燃空當量比為λ=1的均質(zhì)混合燃燒，排放可以利用目前廣泛使用的三效催化轉(zhuǎn)化器來處理，從而達到排放法規(guī)的要求，是缸內(nèi)直噴汽油機的一個重要發(fā)展方向�；旌蠚赓|(zhì)量好壞對均質(zhì)燃燒過程有直接影響。因此本文對影響混合氣質(zhì)量好壞的噴油器噴霧特性做了數(shù)值模擬，對均質(zhì)燃燒混合氣形成和燃燒過程的參數(shù)，缸內(nèi)流場、噴油正時、點火正時進行研究，為優(yōu)化缸內(nèi)直噴均質(zhì)燃燒和降低排放提供方法和技術(shù)的理論參考。 本文用Pro-E進行三維CAD建模，將模型導入AVL-FIRE軟件，然后進行網(wǎng)格劃分，設置合理的初始、邊界條件，調(diào)整模型和參數(shù)并計算。計算分析討論結(jié)果如下： 本文研究對象在高轉(zhuǎn)速大負荷時缸內(nèi)存在從進氣行程到點火時刻的持續(xù)、明顯滾流，利于混合氣的形成。在給定噴油壓力和噴射量的情況下，噴油正時為60°CAATDC時火花塞附近混合氣較濃，其他區(qū)域混合氣較稀，燃燒性能差；噴油正時為80°CAATDC，火花塞間隙處有適合點火的稍濃混合氣，點火正時處缸內(nèi)混合氣總體當量比接近于化學燃空當量比1，適合均質(zhì)燃燒；噴油正時為100°CAATDC，噴油較晚，燃油與空氣混合時間短，，壓縮上止點處存在少量未蒸發(fā)完的燃油，混合氣質(zhì)量差；相比60°CAATDC和100°CAATDC兩種方案，80°CAATDC噴油方案混合氣形成質(zhì)量好，燃燒性能好。保持噴油壓力和噴射量不變，選取80°CAATDC噴油方案，點火正時20°CABTDC既可以保證缸內(nèi)平均溫度，也可以保證最大壓力和放熱率。
【關(guān)鍵詞】：缸內(nèi)直噴汽油機 數(shù)值模擬 燃燒過程 均質(zhì)燃燒
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK411.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-25
• 1.1 選題背景10-12
• 1.2 GDI 汽油機發(fā)展過程及應用現(xiàn)狀12-14
• 1.3 GDI 汽油機關(guān)鍵技術(shù)14-23
• 1.3.1 GDI 發(fā)動機混合氣控制策略14-16
• 1.3.2 GDI 發(fā)動機的燃油噴射系統(tǒng)16-17
• 1.3.3 缸內(nèi)流場17-18
• 1.3.4 燃燒系統(tǒng)18-23
• 1.4 GDI 發(fā)動機發(fā)展趨勢23-24
• 1.4.1 燃燒控制技術(shù)23
• 1.4.2 發(fā)動機小型化23
• 1.4.3 燃油復合噴射技術(shù)23-24
• 1.5 本文研究內(nèi)容24-25
• 2 內(nèi)燃機 CFD 數(shù)值模擬、理論基礎及計算模型25-37
• 2.1 內(nèi)燃機 CFD 數(shù)值模擬25-27
• 2.1.1 內(nèi)燃機 CFD 數(shù)值模擬25-26
• 2.1.2 GDI 發(fā)動機 CFD 數(shù)值模擬26-27
• 2.2 AVL-FIRE CFD 數(shù)值模擬理論基礎27-29
• 2.2.1 內(nèi)燃機 CFD 數(shù)值模擬工作過程27-28
• 2.2.2 基本理論方程28-29
• 2.3 計算模型29-35
• 2.3.1 湍流模型30
• 2.3.2 噴霧模型30-35
• 2.3.3 燃燒模型35
• 2.4 數(shù)值計算方法35-36
• 2.4.1 有限容積法35-36
• 2.4.2 SIMPLE 算法36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 3.噴油器靜態(tài)噴霧特性數(shù)值模擬37-41
• 3.1 劃分計算網(wǎng)格、設置計算條件37-38
• 3.1.1 劃分計算網(wǎng)格37
• 3.1.2 設置初始和邊界條件37-38
• 3.2 噴霧特性數(shù)值模擬結(jié)果及分析38-40
• 3.2.1 噴霧錐角對噴霧特性的影響38-39
• 3.2.2 噴霧液滴直徑對噴霧特性的影響39-40
• 3.3 本章小結(jié)40-41
• 4 建立 GDI 模型、計算網(wǎng)格及初始和邊界條件41-47
• 4.1 研究對象41-42
• 4.2 計算網(wǎng)格劃分42-44
• 4.2.1 計算網(wǎng)格劃分的要求42-43
• 4.2.2 劃分本研究計算網(wǎng)格43-44
• 4.3 計算初始條件和邊界條件44-45
• 4.3.1 初始條件44-45
• 4.3.2 邊界條件45
• 4.4 計算模型及算法的選擇45-46
• 4.4.1 計算模型的選擇45-46
• 4.4.2 算法的選擇46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 5 均質(zhì) GDI 燃燒過程數(shù)值模擬及計算結(jié)果分析47-57
• 5.1 氣缸內(nèi)流場分析47-49
• 5.2 噴油正時對 GDI 發(fā)動機均質(zhì)燃燒過程的影響49-54
• 5.2.1 噴油正時對混合氣形成的影響49-52
• 5.2.2 噴油正時對燃燒過程的影響52-54
• 5.3 點火正時對燃燒過程的影響54-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 6 結(jié)論及展望57-59
• 6.1 全文總結(jié)57
• 6.2 工作展望57-59
• 參考文獻59-62
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及取得的研究成果62-63
• 致謝63-64

【參考文獻】

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本文編號：581114