柴油機工作過程三維數(shù)值模擬及配氣相位優(yōu)化研究.pdf

1、柴油機以優(yōu)良的動力性和經(jīng)濟性在諸多行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但全球能源與環(huán)境問題迫使人們不得不采取措施進一步提升其各方面的性能。改變配氣正時是改善柴油機性能、提高熱效率和減少有害排放的一種重要途徑。柴油機功率和轉(zhuǎn)速變化時，由于氣流的速度和氣缸內(nèi)氣體壓力發(fā)生變化，其最佳的配氣相位角也應(yīng)隨之改變。傳統(tǒng)氣門驅(qū)動系統(tǒng)通常只能保證在某一種工況下優(yōu)化柴油機的性能，由于其凸輪型線始終不變，且凸輪相對位置也保持固定，所以無法在運行的過程中對氣門系統(tǒng)進行調(diào)

2、節(jié)，柴油機性能難以在各種工況下都達到優(yōu)化，因此人們提出了可變配氣相位技術(shù)。但是用傳統(tǒng)經(jīng)驗計算或用純粹實驗的方法來研究配氣正時不能滿足現(xiàn)代內(nèi)燃機可變配氣正時技術(shù)的需要。傳統(tǒng)經(jīng)驗計算方法準確性不高，通用性也較差：而實驗研究方法成本高、周期長，所取得實驗數(shù)據(jù)也十分有限，因此尋求經(jīng)濟、有效、快速的研究方法成為內(nèi)燃機工作者的目標。 本文以一臺增壓柴油機為例，利用CFD方法對其一個完整工作循環(huán)進行仿真計算，并通過與實驗結(jié)果比較驗證仿真的可靠

3、性。在此基礎(chǔ)之上，研究不同工況下柴油機的最佳配氣正時，以滿足可變配氣相位技術(shù)所需的最佳配氣正時參數(shù)。 文中計算了4種工況下，采用不同進氣相位時缸內(nèi)的存氣量和掃氣量，分析了進氣倒流和缸內(nèi)存氣量隨進氣提前角的變化規(guī)律。并且按照進氣過程結(jié)束時氣缸內(nèi)的存氣量達到最大，同時在保證冷卻所需掃氣量前提下使通過氣門喉口的進氣量為最小這一原則，計算出不同工況下的最佳進氣相位值；同時還計算了4種工況下，采用不同排氣相位時柴油機膨脹損失功和推出損失功