節(jié)能減排問題是當(dāng)今內(nèi)燃機(jī)發(fā)展過程中亟待解決的難點(diǎn)。缸內(nèi)直噴汽油機(jī)結(jié)合渦輪增壓、可變氣門正時、廢氣再循環(huán)、高滾流進(jìn)氣系統(tǒng)等技術(shù),可優(yōu)化燃燒與排放性能。為了提高混合動力車用GDI發(fā)動機(jī)的熱效率,形成高質(zhì)量的混合氣至關(guān)重要。為此,采用CFD軟件AVL-FIRE,對一臺車用高效直噴汽油機(jī)的進(jìn)氣過程進(jìn)行了三維穩(wěn)態(tài)模擬,重點(diǎn)分析位于進(jìn)氣道出口下方靠近缸壁側(cè)、圍繞著氣門的環(huán)形氣流阻擋結(jié)構(gòu)masking（除圖例及標(biāo)注外,文中masking稱為:擋流環(huán)）對進(jìn)氣過程的影響。通過建立不同擋流環(huán)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)氣道模型,模擬分析擋流環(huán)結(jié)構(gòu)參數(shù)對滾流比,流量系數(shù)和缸內(nèi)流場的影響,為高滾流進(jìn)氣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提供參考。首先,依據(jù)某GDI發(fā)動機(jī)原進(jìn)氣道建立三維穩(wěn)態(tài)進(jìn)氣模擬模型,采用AVL-FIRE軟件模擬得到各氣門升程下的流量系數(shù)和滾流比,與穩(wěn)流試驗臺上測得的穩(wěn)態(tài)進(jìn)氣數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,整體大致吻合,各氣門升程下的誤差在7%以內(nèi),平均滾流比誤差在4%以內(nèi),驗證了模型的準(zhǔn)確性。為探究擋流環(huán)對進(jìn)氣過程的影響,在原高滾流進(jìn)氣道的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,改變進(jìn)氣門軸線與氣缸中心線的夾角,得到夾角分別為15°、20°和25°的三種高滾流進(jìn)氣道,并在不... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 本課題的研究背景及意義
    1.2 汽油機(jī)進(jìn)氣過程的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 發(fā)動機(jī)缸內(nèi)的空氣運(yùn)動形式
        1.2.2 氣道數(shù)值模擬研究在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 GDI發(fā)動機(jī)高滾流進(jìn)氣特點(diǎn)
        1.3.1 高滾流進(jìn)氣道在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 發(fā)動機(jī)內(nèi)流場三維數(shù)值模擬的理論和方法
    2.1 數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
        2.1.1 流體動力學(xué)基本控制方程組
    2.2 控制方程的離散方法
    2.3 湍流模型及計算方法
        2.3.1 湍流模型
        2.3.2 湍流模型的數(shù)值方法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 氣道穩(wěn)流試驗與模型驗證
    3.1 氣道評價方法
        3.1.1 Ricardo評價法
        3.1.2 AVL評價方法
        3.1.3 FEV方法
    3.2 穩(wěn)態(tài)進(jìn)氣試驗
        3.2.1 氣道穩(wěn)流試驗臺
        3.2.2 計算模型的驗證
    3.3 穩(wěn)態(tài)進(jìn)氣模擬建模
        3.3.1 幾何模型準(zhǔn)備
        3.3.2 幾何模型的處理與網(wǎng)格劃分
        3.3.3 邊界條件及初始化
    3.4 本章小結(jié)
第4章 高滾流進(jìn)氣道穩(wěn)態(tài)進(jìn)氣模擬
    4.1 高滾流進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        4.1.1 擋流環(huán)結(jié)構(gòu)特征
    4.2 不同結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣道設(shè)計
    4.3 擋流環(huán)對進(jìn)氣過程的影響
        4.3.1 有無擋流環(huán)的氣道流場對比分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 不同擋流環(huán)結(jié)構(gòu)參數(shù)的氣道穩(wěn)態(tài)模擬
    5.1 擋流環(huán)寬度對進(jìn)氣參數(shù)的影響
        5.1.1 不同擋流環(huán)寬度的氣道滾流比和流量系數(shù)
        5.1.2 缸內(nèi)流場分析
    5.2 擋流環(huán)高度對進(jìn)氣參數(shù)的影響
        5.2.1 不同擋流環(huán)高度氣道的滾流比和流量系數(shù)
        5.2.2 缸內(nèi)流場分析
    5.3 擋流環(huán)圓角半徑對進(jìn)氣參數(shù)的影響
        5.3.1 不同擋流環(huán)圓角半徑的氣道滾流比和流量系數(shù)
        5.3.2 缸內(nèi)流場分析
    5.4 擋流環(huán)圓周范圍對進(jìn)氣參數(shù)的影響
        5.4.1 不同擋流環(huán)圓周范圍的氣道滾流比和流量系數(shù)
        5.4.2 缸內(nèi)流場分析
    5.5 氣道出口處流動分離情況
    5.6 缸內(nèi)湍動能分析
    5.7 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)和工作展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間相關(guān)學(xué)術(shù)論文、專利及項目情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]車用內(nèi)燃機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢[J]. 蘇萬華,張眾杰,劉瑞林,喬英俊.  中國工程科學(xué). 2018(01)
[2]2017年中國汽車市場盤點(diǎn)[J]. 趙黎.  汽車縱橫. 2018(01)
[3]阿特金森/米勒循環(huán)發(fā)動機(jī)的技術(shù)與應(yīng)用[J]. 付中偉,滕勤,劉青林.  小型內(nèi)燃機(jī)與車輛技術(shù). 2017(05)
[4]超高滾流對高熱效率汽油機(jī)燃燒過程影響研究[J]. 張滿富,祖炳鋒,王振,徐玉梁,劉麗娜,白楊.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2018(02)
[5]高滾流比進(jìn)氣道在增壓汽油機(jī)上的應(yīng)用[J]. 王志國,曹權(quán)佐,曹亮,施玉春,于榮楓.  汽車實用技術(shù). 2016(10)
[6]高滾流燃燒系統(tǒng)對小型增壓汽油機(jī)性能的影響[J]. 徐玉梁,瞿偉,祖炳鋒,王振,李德勝,劉麗娜.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2017(05)
[7]進(jìn)氣道對增壓汽油機(jī)流動特性及性能的影響[J]. 藍(lán)志寶,秦際宏,楊曉,葉年業(yè),穆建華,梁源飛.  車用發(fā)動機(jī). 2016(01)
[8]米勒循環(huán)發(fā)動機(jī)缸內(nèi)氣體流動與燃燒分析[J]. 李軍,向璐,鄭建軍.  車用發(fā)動機(jī). 2016(01)
[9]流體機(jī)械旋轉(zhuǎn)湍流計算模型研究進(jìn)展[J]. 王福軍.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2016(02)
[10]豐田汽車公司的新型高熱效率汽油機(jī)[J]. 小堀勉,孔莉.  國外內(nèi)燃機(jī). 2015(01)

碩士論文
[1]汽油機(jī)滾流強(qiáng)度測量的試驗研究[D]. 李君峰.天津大學(xué) 2017
[2]進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)對直噴汽油機(jī)混合氣形成影響的數(shù)值模擬研究[D]. 田雪鋒.重慶大學(xué) 2016
[3]進(jìn)氣滾流對汽油機(jī)燃燒和性能影響研究[D]. 張福明.清華大學(xué) 2014
[4]可變配氣系統(tǒng)對汽油機(jī)動力性及燃油經(jīng)濟(jì)性能影響的研究[D]. 孫玉亮.天津大學(xué) 2008



本文編號：3678001