4110柴油機(jī)進(jìn)氣歧管進(jìn)氣回流數(shù)值仿真及優(yōu)化.pdf

1、隨著70年代能源危機(jī)的爆發(fā)，人們?cè)絹碓街匾暟l(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，而隨著各國環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)，為了減少大氣污染，發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能獲得越來越高的重視。進(jìn)氣道是內(nèi)燃機(jī)的重要組成部分，一定程度上影響充氣效率，并直接影響后期的燃燒質(zhì)量及排放物的生成。因此，對(duì)進(jìn)氣道的研究一方面可以提高內(nèi)燃機(jī)自身的性能。一方面也是對(duì)環(huán)境保護(hù)的需要。但由于進(jìn)氣道自身的復(fù)雜性，及傳統(tǒng)研究方法的盲目性和局限性，故存在設(shè)計(jì)開發(fā)周期長(zhǎng)、耗費(fèi)大等缺點(diǎn)。計(jì)算機(jī)技術(shù)在發(fā)展，計(jì)算流體動(dòng)力

2、學(xué)(CFD)現(xiàn)已成為解決各種流體流動(dòng)與傳熱問題的強(qiáng)有力工具。把強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)功能加在實(shí)際內(nèi)燃機(jī)研究這個(gè)載體，可以使得研究具有設(shè)計(jì)成本低、周期短的特點(diǎn)。 進(jìn)氣歧管作為進(jìn)氣系統(tǒng)的一部分，對(duì)充氣效率的影響也必定存在一定的規(guī)律。本文以4110柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的進(jìn)氣歧管為主要研究對(duì)象，利用CFD軟件研究該柴油機(jī)在歧管中的進(jìn)氣回流過程，目的是探討進(jìn)氣歧管回流對(duì)充氣效率的影響規(guī)律，并借此提高內(nèi)燃機(jī)性能，為相關(guān)研究提供了參考依據(jù)。 本文首先

3、回顧了內(nèi)燃機(jī)中對(duì)進(jìn)氣道研究的發(fā)展和現(xiàn)狀，接著對(duì)CFD的基礎(chǔ)知識(shí)及所使用的CFD軟件FLUENT的基礎(chǔ)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。通過對(duì)FLUENT的計(jì)算流程及邊界條件的介紹，確定下所需要完成研究目標(biāo)的大致流程。 按照流程，先根據(jù)逆向工程，利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)得到氣道模型的點(diǎn)云圖，使用三維工程設(shè)計(jì)軟件UG獲得了柴油機(jī)氣道的三維實(shí)體模型，在FLUENT中重建了進(jìn)氣歧管的氣道流體動(dòng)力模型。然后通過在4110柴油機(jī)上試驗(yàn)，又獲得了所需要加載的邊界(包

4、括壁面溫度，壓力進(jìn)口變化規(guī)律，壓力出口變化規(guī)律等)及模型所需要對(duì)比試驗(yàn)真實(shí)值的實(shí)際質(zhì)量流量和充氣效率。通過一系列加載迭代計(jì)算，模擬得到了各個(gè)不同轉(zhuǎn)速下(共7個(gè)轉(zhuǎn)速)情況下的質(zhì)量流量和充氣效率。計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比后，可看到趨勢(shì)吻合。這表明，應(yīng)用逆向工程的方法獲得歧管三維實(shí)體模型是可行的，應(yīng)用FLUENT做歧管流動(dòng)計(jì)算模擬其精度是可以接受的。最后在對(duì)模型精度進(jìn)行驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，對(duì)進(jìn)氣歧管的一些回流規(guī)律及參數(shù)進(jìn)行了探討。 在文章末，