【摘要】：隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格,對(duì)內(nèi)燃機(jī)各方面性能提出了更高要求,而燃油混合氣工質(zhì)的組織與燃燒方式是影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的關(guān)鍵因素,其中燃燒室形狀對(duì)工質(zhì)的組織與燃燒有重要影響。以改進(jìn)活塞頂部形貌提升燃燒室壓縮比,具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉和實(shí)現(xiàn)便捷的優(yōu)點(diǎn)�；诟脑斓钠绻茈妵奧H125-6發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù),采用GT-Power和CONVERGE軟件進(jìn)行一維、三維建模仿真和數(shù)值模擬,通過對(duì)仿真缸壓和試驗(yàn)缸壓進(jìn)行對(duì)比校正,得到合理的邊界條件與初始條件。通過構(gòu)建壓縮比ε=12的汽油機(jī)駐渦渠化活塞頂部形貌得到V型燃燒室,以活塞頂部的駐渦凹坑直徑_1x、駐渦凹坑深度_2x和渠化凹槽寬度_3x為變量,采用Opt LHD最優(yōu)拉丁超立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,生成40組各變量區(qū)間均勻采樣的V型燃燒室三維數(shù)值模型樣本,并分別開展數(shù)值模擬�；跇颖灸M結(jié)果構(gòu)建論域Kriging無偏估計(jì)預(yù)測(cè)模型,以功率P最大并產(chǎn)生排放物NOx、HC、CO最少為優(yōu)化目標(biāo),同時(shí)以_1x、_2x、_3x變量區(qū)間為約束,利用NSGA-II非支配排序遺傳算法對(duì)論域Kriging預(yù)測(cè)模型進(jìn)行多目標(biāo)變量?jī)?yōu)化,求得駐渦渠化活塞最優(yōu)頂部形貌方案。對(duì)比分析基于最優(yōu)駐渦渠化活塞的V型燃燒室與基于平頂活塞的L型燃燒室燃燒模擬結(jié)果表明,在點(diǎn)火時(shí)刻,V型燃燒室的駐渦凹坑內(nèi)會(huì)形成明顯駐渦效應(yīng),火花塞電極附近具有較低的氣體流速及湍動(dòng)能,分別為2 m/s和2.6 m~2/s~2,同時(shí)具有高達(dá)1.12易于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定點(diǎn)火的燃空當(dāng)量比。根據(jù)火焰?zhèn)鞑ミ^程分析可知,活塞頂部駐渦渠化形貌設(shè)計(jì)可有效減緩V型燃燒室在活塞上行期間的火焰?zhèn)鞑ニ俣?同時(shí)加速上止點(diǎn)后活塞下行初期火焰進(jìn)入渠化凹槽分區(qū)后的擴(kuò)展速度,在ATDC 15°CA燃燒基本結(jié)束,放熱率集中在ATDC 0°~15°CA區(qū)間,定容燃燒特性更強(qiáng)。因此,合理設(shè)計(jì)帶有駐渦及渠化特征的活塞頂部形貌,是有效組織缸內(nèi)流場(chǎng)并提升點(diǎn)火燃燒品質(zhì),實(shí)現(xiàn)低成本提升汽油機(jī)壓縮比的有效手段。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U464.171
【圖文】：

圖 3-2 發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架主要對(duì) 4000r/min 節(jié)氣門 100%開度的最大扭矩工況進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)量的各基礎(chǔ)技術(shù)參數(shù)如表 3-1 所示。表 3-1 原機(jī)技術(shù)參數(shù)名稱 參數(shù) 名稱 參數(shù)動(dòng)機(jī)型式 單缸風(fēng)冷四沖程 氣缸排量/mL 124.8長(zhǎng)度/mm 100 活塞行程/mm 57.9功率/kW 6.6(7500r/min) 氣缸直徑/mm 52.4扭矩/N·m 9.7(4000r/min) 壓縮比 9驗(yàn)儀器設(shè)備機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)采用了PowerLink湘儀動(dòng)力測(cè)試儀器有限公司的FC20，各設(shè)備名稱如表 3-2 所示。其中，電渦流測(cè)功機(jī)的工作原理為：

第 3 章 原機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)及仿真驗(yàn)證3.2.1 一維模型建立GT-Power 是一款應(yīng)用十分廣泛的發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模擬軟件，適合建立發(fā)動(dòng)機(jī)一維仿真模型。其將發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部件以模塊的形式進(jìn)行集成，只需將各模塊以氣體流動(dòng)前后的順序進(jìn)行連接，各箭頭的指向代表氣體的流動(dòng)方向，且部件的參數(shù)設(shè)置在各模塊內(nèi)部設(shè)定。圖 3-4 所示為在 GT-Power 中建立的發(fā)動(dòng)機(jī)一維仿真模型，其中 EndIn、EndOut為進(jìn)氣口和排氣口，InPipe、Inrun 與 ExRunner、Expipe 分別代表進(jìn)氣道和排氣道，aircleaner 為空氣濾清器。InPipe-02 與 InPipe-03 之間是節(jié)氣門，用來控制進(jìn)氣量。InRun上部為噴油器，用于控制噴油脈寬和噴油時(shí)刻。intport 為進(jìn)氣歧管。cylinder 為氣缸，燃油混合氣在此處燃燒。Engine 為曲軸箱，燃燒所做的功經(jīng)由曲軸箱進(jìn)行輸出。Exhport 為排氣歧管，intport、ExhPort 與 cylinder 之間的部分為氣門，氣門進(jìn)排氣相位由凸輪軸型線控制。箭頭方向?yàn)榭諝饬鲃?dòng)方向。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 何小民;張凈玉;;駐渦燃燒室燃燒組織方式和設(shè)計(jì)思路分析[J];航空科學(xué)技術(shù);2008年02期

2 夏暾;王鳳祥;馮懷石;宋振遠(yuǎn);;吉林熱電廠Тп-13/A型煤粉鍋爐犁形燃燒器的試驗(yàn)研究[J];電力技術(shù);1988年07期

3 鐘兢軍;劉世青;;后駐體噴孔位置對(duì)駐渦腔流動(dòng)冷態(tài)數(shù)值的影響[J];上海海事大學(xué)學(xué)報(bào);2011年01期

4 劉世青;鐘兢軍;;駐渦燃燒室內(nèi)渦系分布研究[J];大連海事大學(xué)學(xué)報(bào);2009年04期

5 何小民;姚鋒;;流動(dòng)和油氣參數(shù)對(duì)駐渦燃燒室燃燒性能的影響[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2006年05期

6 宋雙文;雷雨冰;姚尚宏;馬輝;胡好生;;可壓流條件下凹腔駐渦流動(dòng)試驗(yàn)[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2011年10期

7 劉世青;鐘兢軍;程平;;噴射孔徑影響駐渦燃燒室性能冷態(tài)數(shù)值研究[J];汽輪機(jī)技術(shù);2010年02期

8 劉世青;鐘兢軍;;駐渦燃燒室后駐體形狀選擇冷態(tài)數(shù)值研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2010年09期

9 何小民;許金生;蘇俊卿;;駐渦燃燒室燃燒性能試驗(yàn)[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2009年02期

10 金義;何小民;彭春梅;方杰;吳澤俊;;駐渦燃燒室駐渦區(qū)三維冷態(tài)流動(dòng)特性數(shù)值研究[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2014年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前4條

1 郭舒;尚守堂;程明;;駐渦腔進(jìn)氣對(duì)環(huán)形駐渦燃燒室流場(chǎng)的影響[A];中國(guó)航空學(xué)會(huì)第七屆動(dòng)力年會(huì)論文摘要集[C];2010年

2 田中禮;何小民;邊際;齊健;;一種LPP型駐渦燃燒室燃燒性能的試驗(yàn)研究[A];探索 創(chuàng)新 交流（第7集）——第七屆中國(guó)航空學(xué)會(huì)青年科技論壇文集（上冊(cè)）[C];2016年

3 蔣波;何小民;金義;秦偉林;;基于駐渦穩(wěn)定的RQL燃燒室排放性能的試驗(yàn)研究[A];中國(guó)航空學(xué)會(huì)第七屆動(dòng)力年會(huì)論文摘要集[C];2010年

4 田中禮;何小民;金義;;基于駐渦穩(wěn)定的LPP燃燒室排放性能的試驗(yàn)研究[A];中國(guó)航空學(xué)會(huì)第七屆動(dòng)力年會(huì)論文摘要集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 楊志達(dá);藝術(shù)——科學(xué)創(chuàng)新之翼[N];光明日?qǐng)?bào);2001年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 劉世青;駐渦燃燒室流動(dòng)特性的冷態(tài)數(shù)值研究[D];大連海事大學(xué);2011年

2 武輝;凹腔駐渦燃燒器的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2009年

3 金義;高油氣比駐渦燃燒室流動(dòng)與燃燒性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

4 于宗明;可燃?xì)怅嚵旭v渦強(qiáng)化混合模型及其應(yīng)用[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所);2016年

5 吳永健;橫流不穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2002年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙鵬;駐渦渠化活塞形貌對(duì)汽油機(jī)點(diǎn)火與燃燒的影響研究[D];燕山大學(xué);2018年

2 俞駿;新型駐渦燃燒室的數(shù)值模擬研究[D];南昌航空大學(xué);2017年

3 楊海龍;基于活塞頭部形貌特征的汽油機(jī)爆震敏感性研究[D];燕山大學(xué);2017年

4 丁陽;駐渦燃燒室燃燒特性的數(shù)值模擬[D];沈陽航空工業(yè)學(xué)院;2009年

5 裴海濱;亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)駐渦燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

6 秦偉林;沖壓駐渦燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

7 王璐;某型駐渦燃燒室冷卻技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

8 程平;駐渦燃燒室冷態(tài)流場(chǎng)氣體噴射的研究[D];大連海事大學(xué);2009年

9 郝艷娜;單凹腔駐渦燃燒室燃燒性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

10 孫洪亮;小型發(fā)動(dòng)機(jī)駐渦燃燒關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2739995