本文關(guān)鍵詞：可變渦流進氣系統(tǒng)對缸內(nèi)流場影響的數(shù)值模擬研究

  更多相關(guān)文章： 進氣道 可變渦流 計算流體力學(xué) 發(fā)動機 渦流閥片

【摘要】：汽車保有量快速增長,引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境污染和能源危機,迫切要求各國注重提高發(fā)動機的節(jié)能減排技術(shù)。進氣系統(tǒng)作為發(fā)動機的重要組成部分,不僅能夠為氣缸提供足夠的空氣量,還能夠根據(jù)進氣道的形狀為發(fā)動機提供所需要的渦流,以此來混合缸內(nèi)的油氣。氣缸內(nèi)良好的空氣運動特性不僅可以提高發(fā)動機氣缸內(nèi)的火焰?zhèn)鞑ニ俾?同時對適應(yīng)分層燃燒或稀燃也有重要作用。因此深入研究發(fā)動機的渦流進氣系統(tǒng)和渦流閥片對發(fā)動機氣缸內(nèi)空氣運動規(guī)律的影響,并依據(jù)發(fā)動機運行工況選擇合理的閥片開度,對于改善氣缸內(nèi)油氣燃燒過程和開發(fā)高性能、低污染的發(fā)動機具有重要的指導(dǎo)意義。發(fā)動機工況運行改變,對氣缸內(nèi)渦流強度的需求也發(fā)生變化,可變渦流進氣系統(tǒng)可以根據(jù)汽車的行駛工況為發(fā)動機氣缸提供連續(xù)變化的進氣流量和渦流強度。本文以某四氣門直噴進氣道為研究對象,通過計算流體力學(xué)的研究方法對可變渦流進氣系統(tǒng)進行研究。主要做了以下工作內(nèi)容:確立進氣系統(tǒng)的幾何模型,并用CATIA建立進氣道、氣門和氣缸的三維幾何模型,采用常用的幾種湍流模型對進氣道進行仿真,為進氣道數(shù)值模擬選取最優(yōu)的湍流模型;對可變渦流閥片在進氣道中的安裝位置進行數(shù)值仿真,分析閥片分別安裝在進氣道總道和進氣道分支道對發(fā)動機氣缸內(nèi)流場的影響,確定閥片在進氣道中的安裝位置;對渦流閥片高度進行數(shù)值模擬研究,為進氣道選取最優(yōu)的閥片高度;針對發(fā)動機不同運行工況下閥片開度進行數(shù)值模擬計算,分析閥片開度對氣缸內(nèi)質(zhì)量流量和湍流強度的影響,研究了閥片開度對缸內(nèi)氣流影響規(guī)律,為可變渦流進氣道設(shè)計提供依據(jù)。通過本文的研究,得出以下結(jié)論:(1)渦流閥片在進氣道中位置對缸內(nèi)氣流有重要影響,閥片安裝在支氣道能使發(fā)動機缸內(nèi)湍流強度提高20%;(2)閥片越高,進氣道壓力梯度越大,氣體流動阻力增大,缸內(nèi)壓力降低、流速增大,湍流動能增加;(3)閥片開度影響進氣道和缸內(nèi)流場分布,開度增大,進氣道中流通面積減小,閥片周邊壓力梯度增大,氣體阻力增加,導(dǎo)致缸內(nèi)壓力降低、湍動能增大。閥片最大開度時缸內(nèi)湍動能增加了49%,有利于提高燃燒質(zhì)量,但缸內(nèi)平均壓力降低3KPa,這將會導(dǎo)致發(fā)動機缸內(nèi)充氣效率降低;(4)發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高、活塞下行速度快,缸內(nèi)氣流速度增大,壓力降低湍流動能增大,高轉(zhuǎn)速應(yīng)該減小閥片開速,為氣缸提供充足進氣量,低轉(zhuǎn)速應(yīng)該增大閥片開度,增大缸內(nèi)平均湍動能。
【關(guān)鍵詞】：進氣道 可變渦流 計算流體力學(xué) 發(fā)動機 渦流閥片
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464.134.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 論文研究目的和意義9-10
• 1.2 可變渦流進氣技術(shù)的發(fā)展10-14
• 1.3 可變渦流進氣系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文研究方法和內(nèi)容16-19
• 2 進氣系統(tǒng)數(shù)值模擬研究的基本理論基礎(chǔ)19-29
• 2.1 發(fā)動機進氣過程基本控制方程19-21
• 2.1.1 質(zhì)量守恒方程19
• 2.1.2 動量守恒方程19-20
• 2.1.3 能量守恒方程20-21
• 2.2 湍流模型21-23
• 2.2.1 直接模擬21-22
• 2.2.2 大渦模擬22
• 2.2.3 雷諾時均模擬22-23
• 2.3 壁面模型23-24
• 2.4 控制方程的離散及求解24-27
• 2.4.1 控制方程的離散24-25
• 2.4.2 控制方程的求解25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 3 進氣道模型的構(gòu)建和邊界條件的確定29-41
• 3.1 建立數(shù)學(xué)模型29-31
• 3.2 網(wǎng)格劃分31-35
• 3.2.1 網(wǎng)格分類31-32
• 3.2.2 動網(wǎng)格模型32-33
• 3.2.3 進氣系統(tǒng)網(wǎng)格劃分33-35
• 3.3 邊界和初始條件35
• 3.4 數(shù)學(xué)模型及計算方法35-39
• 3.5 本章小結(jié)39-41
• 4 進氣渦流閥片安裝位置及閥片高度分析41-55
• 4.1 渦流閥片模型的建立41
• 4.2 渦流閥片安裝位置選取41-48
• 4.2.1 不同閥片位置對氣道內(nèi)某截面氣體流量影響分析42-43
• 4.2.2 不同閥片位置對氣缸壓力場影響分析43-45
• 4.2.3 不同閥片安裝位置對氣缸內(nèi)速度場影響分析45-47
• 4.2.4 不同閥片位置對氣缸內(nèi)湍動能影響分析47-48
• 4.3 渦流閥片高度分析48-53
• 4.3.1 不同閥片高度對缸內(nèi)壓力影響分析48-51
• 4.3.2 不同閥片高度對缸內(nèi)湍動能影響分析51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-55
• 5 可變渦流進氣道數(shù)值分析55-61
• 5.1 閥片開度對缸內(nèi)流場的影響55-58
• 5.1.1 閥片開度對缸內(nèi)壓力的影響55-56
• 5.1.2 閥片開度對缸內(nèi)湍動能的影響56
• 5.1.3 氣門全開時刻閥片開度對缸內(nèi)流場的影響56-58
• 5.2 發(fā)動機轉(zhuǎn)速對缸內(nèi)流場的影響58-59
• 5.2.1 發(fā)動機轉(zhuǎn)速對缸內(nèi)壓力的影響58-59
• 5.2.2 發(fā)動機轉(zhuǎn)速對缸內(nèi)湍動能的影響59
• 5.3 本章小結(jié)59-61
• 6 工作總結(jié)及展望61-63
• 6.1 工作總結(jié)61-62
• 6.2 展望62-63
• 致謝63-65
• 參考文獻65-69
• 附錄69

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 Б.С.Антронов;蘇亦先;;進氣系統(tǒng)漏氣與發(fā)動機的磨損[J];國外汽車;1986年03期

2 魯會;;卡車進氣系統(tǒng)設(shè)計與計算[J];輕型汽車技術(shù);2014年03期

3 劉文俊,聶鋼,牛成繼;進氣系統(tǒng)沉積物試驗方法分析[J];汽車工藝與材料;2001年09期

4 楊興武;客車進氣系統(tǒng)計算和布置設(shè)計[J];客車技術(shù)與研究;2004年01期

5 肖利平;段龍楊;;輕型汽車進氣系統(tǒng)的聲學(xué)優(yōu)化[J];噪聲與振動控制;2007年06期

6 孫鵬;于洋;鐘兢軍;王建華;胡政;;船舶進氣系統(tǒng)進氣特性的非定常研究[J];工程熱物理學(xué)報;2010年04期

7 王麗華;趙玉珍;;汽車進氣系統(tǒng)傳遞分析及優(yōu)化研究[J];黑龍江科技信息;2010年15期

8 岳貴平;張義民;;基于管口噪聲靈敏度分析的進氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改進[J];機械工程學(xué)報;2010年23期

9 程小平;;后置發(fā)動機大客車進氣系統(tǒng)的設(shè)計[J];安徽科技;2011年10期

10 楊文亮;翁建生;;某車型進氣系統(tǒng)降噪改進[J];公路與汽運;2012年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳躍偉;龔利全;魏q，

本文編號：738016