本文關鍵詞：某增壓汽油發(fā)動機氣道和燃燒室優(yōu)化設計開發(fā)

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【摘要】：燃燒過程作為發(fā)動機工作循環(huán)中的重要部分,對發(fā)動機的動力性、經濟性以及排放起到決定性的作用,因而提高發(fā)動機燃燒效率、優(yōu)化燃燒過程是開發(fā)高性能和低油耗發(fā)動機的關鍵因素,燃燒系統(tǒng)設計的優(yōu)劣直接影響發(fā)動機充氣效率、缸內混合氣流動、燃燒速率等。本文借助某企業(yè)自主開發(fā)的一款1.8T增壓汽油發(fā)動機平臺,對發(fā)動機氣道結構以及燃燒室形狀進行正向優(yōu)化設計開發(fā),通過數值模擬計算與試驗分析相結合的方法,將不同的氣道和燃燒室結構對氣道流通性能、缸內氣體流動、缸內燃燒等的影響進行了研究和分析。首先選擇了適用于數值模擬計算用的湍流模型、燃燒模型、缸內傳熱模型等,給出控制方程離散化方法以及求解方法并明確了計算中各類邊界條件的確定方法;然后使用CSI公司CONVERGE軟件對構建的不同滾流比方案的氣道建立了三維CFD數值計算模型,計算了不同氣道的流量系數和滾流比,并通過氣道穩(wěn)流試驗臺進行試驗,將仿真結果與試驗結果進行對比驗證;接著研究了不同壓縮比和不同活塞頂部燃燒室形狀對增壓汽油機工作過程的影響,選擇了適用于本項目開發(fā)的1.8T增壓汽油發(fā)動機的燃燒室方案,并通過發(fā)動機臺架試驗對仿真分析結果進行驗證,最終達到發(fā)動機開發(fā)目標。主要研究結論有:氣道喉口結構是影響氣道滾流比的重要參數,適當改變喉口直徑和結構,可以提高氣道滾流比;壓縮比適當增大可以提高發(fā)動機燃燒速率,但壓縮比過度提高會增大發(fā)動機爆震趨勢,導致發(fā)動機工作惡化,性能降低;凹坑和平頂兩種活塞燃燒室結構對缸內氣流組織有較大的影響,凹坑活塞燃燒速率要比平頂的快;最終選擇壓縮比10.0的凹坑活塞燃燒室方案;通過最終性能開發(fā),滿足工程開發(fā)目標。
【關鍵詞】：汽油發(fā)動機 燃燒室 氣道 滾流比 缸內氣體流動
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U464.171
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 本文研究背景及意義9-10
• 1.2 氣道結構對缸內燃燒過程的影響及國內外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 燃燒室形狀對缸內燃燒過程的影響及國內外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 本文主要研究內容14-15
• 1.5 本章小結15-16
• 第二章 CFD數值計算模型的建立16-28
• 2.1 流動控制基本方程16-18
• 2.1.1 質量守恒方程16-17
• 2.1.2 動量守恒方程17
• 2.1.3 能量守恒方程17
• 2.1.4 氣體狀態(tài)方程17-18
• 2.2 仿真計算模型的選擇18-23
• 2.2.1 湍流模型的選擇18-20
• 2.2.2 湍流燃燒模型的選擇20-21
• 2.2.3 缸內傳熱模型的選擇21-23
• 2.3 控制方程求解方法23
• 2.3.1 微分控制方程的離散化方法23
• 2.3.2 線性方程組的求解23
• 2.4 計算邊界條件的設置23-24
• 2.5 CONVERGE軟件介紹24-27
• 2.6 本章小結27-28
• 第三章 汽油機氣道方案的確定28-39
• 3.1 仿真分析28-33
• 3.1.1 評價指標的確定29
• 3.1.2 計算模型以及邊界條件的確定29-30
• 3.1.3 計算結果分析30-33
• 3.2 氣道試驗驗證33-38
• 3.2.1 氣道穩(wěn)流試驗臺架結構和原理33
• 3.2.2 氣道試驗評價方法33-36
• 3.2.3 氣道試驗步驟36-37
• 3.2.4 試驗結果與分析37-38
• 3.3 本章總結38-39
• 第四章 汽油機燃燒室形狀方案的確定39-53
• 4.1 數值模擬計算39-52
• 4.1.1 CFD模型建立39-40
• 4.1.2 邊界條件設置40-42
• 4.1.3 仿真結果及分析42-52
• 4.2 本章總結52-53
• 第五章 試驗驗證53-61
• 5.1 試驗過程53-57
• 5.1.1 主要試驗設備和儀器53-55
• 5.1.2 試驗邊界條件控制55-56
• 5.1.3 試驗方案和過程56-57
• 5.2 試驗結果及分析57-60
• 5.2.1 試驗結果57-59
• 5.2.2 試驗結果與仿真對比分析59-60
• 5.3 本章小結60-61
• 全文總結和展望61-63
• 全文總結61
• 工作展望61-63
• 參考文獻63-66
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果66-67
• 致謝67-68
• 附件68

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本文編號：776602