本文關鍵詞：基于噴油策略的缸內直噴汽油機分層燃燒仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《南京航空航天大學》 2012年

基于CFD的四沖程缸內直噴發(fā)動機直噴燃燒系統(tǒng)優(yōu)化設計

朱成  

【摘要】：缸內直噴技術的應用給汽車發(fā)動機的發(fā)展帶來了新的面貌。與化油器式或進氣道噴射相比，缸內直噴技術具有很多優(yōu)點,比如：冷起動容易，抗爆性較強，燃油經(jīng)濟性好，負荷響應快。 在內燃機燃料中，煤油的閃點較高，故煤油的使用更為安全也易于存儲和運輸。研究以煤油為燃料的點燃式內燃機對燃料使用安全，發(fā)動機體積、重量要求等特殊應用場合意義重大。國內外研究機構在研究點燃式煤油發(fā)動機燃燒技術時，除了需要解決揮發(fā)性與蒸發(fā)性較差的煤油燃料的霧化問題之外，還需要考慮缸內直噴燃燒系統(tǒng)中燃燒室與進氣道的設計、火花塞與噴油嘴的相對布置以及噴油時刻的優(yōu)化匹配。其中，燃燒室與進氣道對氣缸內可燃混合氣的濃度分布影響甚大，從而嚴重影響點燃式煤油發(fā)動機的冷起動性能以及大負荷工況的爆震極限功率。 本文以某款兩氣門楔形燃燒室為結構特征的水平対置四缸汽油機為研究對象，采用空心錐噴霧模型和低壓空氣輔助噴射模型進行混合氣形成過程模擬。首先對CFD中的動網(wǎng)格技術進行了相關研究，保證發(fā)動機氣門和活塞運動時的網(wǎng)格質量。其次是噴油器與燃燒室耦合時網(wǎng)格劃分的分析。最后，對影響燃油液滴在缸內蒸發(fā)的因素進行了分析，為進一步的噴霧模擬做準備。 針對所模擬的四沖程發(fā)動機，本文對其原型機進行缸內流場和噴霧模型分析和評價，特別是冷起動工況。結果顯示，發(fā)動機轉速和噴油時刻對混合氣的組成影響較大。根據(jù)原型機的計算結果，提出燃燒室、進氣道、噴油器及火花塞位置布置的改進方案，并且對改進后的燃燒室系統(tǒng)進行CFD模擬和評價。研究表明，進氣道曲率半徑對混合氣影響較小，而燃燒室形狀、噴油器布置及噴油時刻對混合氣的影響較大。 為了驗證計算的正確性，，本文研究了空氣輔助噴油器與燃燒室的耦合計算，并與空氣輔助噴油器定容彈噴霧實驗的高速攝影拍攝到的油束形狀進行比較。結果顯示，采用空氣輔助噴油器得到的噴霧模擬結果與實驗結果相符。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TK403
【目錄】：

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  本文關鍵詞：基于噴油策略的缸內直噴汽油機分層燃燒仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：239294