本文關(guān)鍵詞：二沖程汽油機(jī)簧片閥運(yùn)動特性的研究

  更多相關(guān)文章： 二沖程發(fā)動機(jī) 簧片閥 共振 三維雙向流固耦合仿真 一維仿真 開啟特性

【摘要】：簧片閥是控制曲軸箱進(jìn)氣量的重要部件,直接影響二沖程發(fā)動機(jī)動力性能輸出,影響發(fā)動機(jī)速度特性。在發(fā)動機(jī)工作過程中,簧片閥需要頻繁的完成開閉過程,高頻率的運(yùn)動使得簧片閥有可能在某一轉(zhuǎn)速下發(fā)生共振,共振時簧片會以較大的沖擊力撞擊限位板,長時間工作后簧片會面臨折斷的風(fēng)險,因此需要考察簧片振動的固有頻率,避免簧片閥在發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)工況下發(fā)生共振�；善y的開閉過程完全由前后的氣體壓差控制,當(dāng)曲軸箱中的壓力發(fā)生變化時會改變簧片閥的開度,而簧片閥開度改變后又會影響到氣體流通,從而改變曲軸箱中氣體壓力,因此,簧片閥的運(yùn)動過程是典型的雙向流固耦合過程。相對于簧片閥殼內(nèi)空間而言,簧片的變形程度較大(最大可達(dá)十幾個毫米),要實(shí)現(xiàn)模擬小空間內(nèi)大變形的雙向流固耦合過程十分困難,若是能建立簧片閥三維流固耦合仿真模型,將為今后對簧片閥的精確設(shè)計(jì)和改善發(fā)動機(jī)性能帶來極大的幫助。本文基于順序耦合原理在Ansys Workbench14.0平臺中建立簧片閥流固耦合仿真模型,以Fluent軟件和Transient Structure模塊分別作為流體域和固體域的求解器,System Coupling模塊作為流固之間數(shù)據(jù)交換平臺,這種耦合計(jì)算方式迭代過程清晰,耦合計(jì)算容易收斂。通過大量試錯的過程得到了保證流場邊界發(fā)生大尺寸變形時計(jì)算不會出錯的一套動網(wǎng)格參數(shù),實(shí)現(xiàn)了簧片閥三維雙向流固耦合仿真計(jì)算。在相同穩(wěn)態(tài)邊界條件下,流固耦合模型計(jì)算得到的簧片閥穩(wěn)定升程和流量與經(jīng)由發(fā)動機(jī)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證的一維仿真模型計(jì)算結(jié)果基本一致,間接證明了建立的流固耦合模型基本正確。利用簧片閥流固耦合模型分別計(jì)算穩(wěn)態(tài)邊界條件和瞬態(tài)邊界條件下的簧片閥開啟過程,分析簧片閥開啟過程中的動態(tài)特性,總結(jié)運(yùn)動規(guī)律,為簧片閥的優(yōu)化設(shè)計(jì)、發(fā)動機(jī)性能改善打下基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：二沖程發(fā)動機(jī) 簧片閥 共振 三維雙向流固耦合仿真 一維仿真 開啟特性
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK413
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 研究背景及意義12-14
• 1.1.1 研究背景12-13
• 1.1.2 研究意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外對二沖程發(fā)動機(jī)簧片閥的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 簧片閥實(shí)驗(yàn)測量與理論分析研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 簧片閥仿真研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 本課題的主要研究內(nèi)容17-19
• 1.3.1 對簧片閥運(yùn)動研究所采用的方法17-18
• 1.3.2 本課題的主要內(nèi)容概述18-19
• 1.4 本章小結(jié)19-20
• 第二章 簧片閥運(yùn)動過程的數(shù)學(xué)分析20-30
• 2.1 簧片閥簡介20-24
• 2.1.1 氣閥的分類20
• 2.1.2 簧片閥的基本結(jié)構(gòu)20-22
• 2.1.3 簧片閥的運(yùn)動形式22-23
• 2.1.4 二沖程發(fā)動機(jī)簧片閥工作原理簡介23-24
• 2.2 簧片閥運(yùn)動過程數(shù)學(xué)模型24-29
• 2.2.1 簧片閥內(nèi)氣體流動微分方程24-26
• 2.2.2 簧片閥振動特性26-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第三章 簧片閥三維流固耦合模型的建立30-44
• 3.1 流固耦合理論簡介30
• 3.2 流固耦合問題的數(shù)值模擬研究30-31
• 3.3 Ansys Workbench軟件介紹31
• 3.4 簧片閥三維雙向流固耦合仿真原理31-32
• 3.5 Ansys Workbench中仿真模型的建立32-43
• 3.5.1 幾何模型的建立33-34
• 3.5.2 流體域設(shè)置34-41
• 3.5.3 固體域設(shè)置41-42
• 3.5.4 System Coupling模塊設(shè)置42-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第四章 簧片閥三維流固耦合模型的驗(yàn)證44-67
• 4.1 簧片閥流固耦合模型的驗(yàn)證方法44
• 4.2 GT-power軟件介紹44-45
• 4.3 簧片閥“彈簧-質(zhì)量塊”模型的建立45-50
• 4.3.1“彈簧-質(zhì)量塊”模型理論介紹45-46
• 4.3.2 GT-power中簧片閥模型46-50
• 4.4 簧片閥“彈簧-質(zhì)量塊”模型的驗(yàn)證50-62
• 4.4.1 發(fā)動機(jī)整機(jī)仿真模型的建立50-59
• 4.4.2 發(fā)動機(jī)整機(jī)模型及簧片閥“彈簧-質(zhì)量塊”模型的驗(yàn)證59-62
• 4.5 簧片閥流固耦合模型的驗(yàn)證62-66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 第五章 簧片閥開啟過程運(yùn)動特性的流固耦合仿真分析67-79
• 5.1 簧片閥穩(wěn)態(tài)邊界條件下開啟過程的流固耦合分析67-72
• 5.1.1 簧片閥開啟過程中升程波動規(guī)律67-70
• 5.1.2 簧片閥開啟過程中同一時刻各個簧片升程的差異70-72
• 5.2 簧片閥瞬態(tài)邊界條件下開啟過程的流固耦合分析72-78
• 5.2.1 Fluent中UDF功能簡介72-73
• 5.2.2 瞬態(tài)邊界條件下簧片閥開啟過程運(yùn)動規(guī)律分析73-76
• 5.2.3 簧片閥瞬態(tài)邊界模型的應(yīng)用說明76-78
• 5.3 本章小結(jié)78-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-80
• 6.1 全文總結(jié)79
• 6.2 工作展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 致謝83-84
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84-85
• 附錄85

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本文編號：832784