本文關(guān)鍵詞：某增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)氣道和燃燒室優(yōu)化設(shè)計(jì)開發(fā)

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【摘要】：燃燒過程作為發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)中的重要部分,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及排放起到?jīng)Q定性的作用,因而提高發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的關(guān)鍵因素,燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率、缸內(nèi)混合氣流動(dòng)、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(dòng)機(jī)平臺(tái),對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣道結(jié)構(gòu)以及燃燒室形狀進(jìn)行正向優(yōu)化設(shè)計(jì)開發(fā),通過數(shù)值模擬計(jì)算與試驗(yàn)分析相結(jié)合的方法,將不同的氣道和燃燒室結(jié)構(gòu)對(duì)氣道流通性能、缸內(nèi)氣體流動(dòng)、缸內(nèi)燃燒等的影響進(jìn)行了研究和分析。首先選擇了適用于數(shù)值模擬計(jì)算用的湍流模型、燃燒模型、缸內(nèi)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(jì)算中各類邊界條件的確定方法;然后使用CSI公司CONVERGE軟件對(duì)構(gòu)建的不同滾流比方案的氣道建立了三維CFD數(shù)值計(jì)算模型,計(jì)算了不同氣道的流量系數(shù)和滾流比,并通過氣道穩(wěn)流試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn),將仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證;接著研究了不同壓縮比和不同活塞頂部燃燒室形狀對(duì)增壓汽油機(jī)工作過程的影響,選擇了適用于本項(xiàng)目開發(fā)的1.8T增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室方案,并通過發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)對(duì)仿真分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,最終達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)目標(biāo)。主要研究結(jié)論有:氣道喉口結(jié)構(gòu)是影響氣道滾流比的重要參數(shù),適當(dāng)改變喉口直徑和結(jié)構(gòu),可以提高氣道滾流比;壓縮比適當(dāng)增大可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒速率,但壓縮比過度提高會(huì)增大發(fā)動(dòng)機(jī)爆震趨勢(shì),導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作惡化,性能降低;凹坑和平頂兩種活塞燃燒室結(jié)構(gòu)對(duì)缸內(nèi)氣流組織有較大的影響,凹坑活塞燃燒速率要比平頂?shù)目?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(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：汽油發(fā)動(dòng)機(jī) 燃燒室 氣道 滾流比 缸內(nèi)氣體流動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(jié)構(gòu)對(duì)缸內(nèi)燃燒過程的影響及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 燃燒室形狀對(duì)缸內(nèi)燃燒過程的影響及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.5 本章小結(jié)15-16
• 第二章 CFD數(shù)值計(jì)算模型的建立16-28
• 2.1 流動(dòng)控制基本方程16-18
• 2.1.1 質(zhì)量守恒方程16-17
• 2.1.2 動(dòng)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(jì)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(nèi)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(jì)算邊界條件的設(shè)置23-24
• 2.5 CONVERGE軟件介紹24-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第三章 汽油機(jī)氣道方案的確定28-39
• 3.1 仿真分析28-33
• 3.1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定29
• 3.1.2 計(jì)算模型以及邊界條件的確定29-30
• 3.1.3 計(jì)算結(jié)果分析30-33
• 3.2 氣道試驗(yàn)驗(yàn)證33-38
• 3.2.1 氣道穩(wěn)流試驗(yàn)臺(tái)架結(jié)構(gòu)和原理33
• 3.2.2 氣道試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法33-36
• 3.2.3 氣道試驗(yàn)步驟36-37
• 3.2.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析37-38
• 3.3 本章總結(jié)38-39
• 第四章 汽油機(jī)燃燒室形狀方案的確定39-53
• 4.1 數(shù)值模擬計(jì)算39-52
• 4.1.1 CFD模型建立39-40
• 4.1.2 邊界條件設(shè)置40-42
• 4.1.3 仿真結(jié)果及分析42-52
• 4.2 本章總結(jié)52-53
• 第五章 試驗(yàn)驗(yàn)證53-61
• 5.1 試驗(yàn)過程53-57
• 5.1.1 主要試驗(yàn)設(shè)備和儀器53-55
• 5.1.2 試驗(yàn)邊界條件控制55-56
• 5.1.3 試驗(yàn)方案和過程56-57
• 5.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析57-60
• 5.2.1 試驗(yàn)結(jié)果57-59
• 5.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與仿真對(duì)比分析59-60
• 5.3 本章小結(jié)60-61
• 全文總結(jié)和展望61-63
• 全文總結(jié)61
• 工作展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果66-67
• 致謝67-68
• 附件68

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