對置活塞式二沖程柴油機直流掃氣過程仿真分析及優(yōu)化.pdf

1、對置氣缸對置活塞(OPOC)二沖程柴油機是一種不同于傳統(tǒng)發(fā)動機的往復式內燃機，具有整體結構較簡單、總體重量輕、功率密度高、直流掃氣、自平衡性和動力單元模塊化等特點。換氣過程是內燃機整個工作過程中尤為重要的環(huán)節(jié)，它的好壞直接影響發(fā)動機的性能，這是由于進入并存留于氣缸內的新鮮充量決定了柴油機每缸的最大功率的數值。本文通過對對置活塞式二沖程柴油機的換氣過程進行一維和三維數值模擬分析，研究進、排氣口結構參數對進排氣系統(tǒng)充量系數、給氣比和掃氣效率

2、的影響，揭示掃氣流場的發(fā)展變化，對配氣正時和掃氣口結構進行優(yōu)化，以達到控制掃氣效率和掃氣質量的目標，為高性能OPOC發(fā)動機設計提供參考依據。具體研究內容有：
　　1.基于對置活塞式二沖程柴油機的工作原理，根據缸內過程仿真理論，利用AVL-BOOST軟件建立了該柴油機工作過程一維仿真模型。并與實驗數據對比，驗證模型的正確性。在此基礎上，利用所建立的模型，分析了對置活塞式二沖程柴油機的進氣口高度、排氣口高度、進氣口在氣缸套上的位置和排

3、氣口在氣缸套上的位置對不同轉速下柴油機動力性、經濟性和換氣過程的評價指標的影響，建立了正交表，最終確定了最佳參數值。按照最終確定的最佳參數，對該柴油機進行改進，并對改進后的柴油機和原機分別進行仿真模擬計算。仿真結果顯示，改進后的柴油機動力性、經濟性和換氣效果得到了不同程度的改善。
　　2.通過分析對置活塞式二沖程柴油機直流掃氣過程，利用AVL-FIRE三維仿真軟件建立了該柴油機直流掃氣過程瞬態(tài)流動三維CFD仿真模型，對發(fā)動機的掃氣

4、效率、掃氣過程中空氣的流動及瞬態(tài)流場進行了分析，并驗證了模型。對渦流排掃氣口的結構進行改進并分別進行數值模擬計算，得出了方案1的設計最有利于清除廢氣。原機的渦流排掃氣口徑向傾斜角過小，使來自環(huán)形掃氣口的多股氣流在缸內碰撞對射，在氣缸中心線附近形成短路氣流，在氣缸壁附近的廢氣不容易被掃除干凈，使掃氣效率降低，新舊氣體混合比較嚴重。方案2的渦流排掃氣口的徑向傾斜角過大，較多的空氣進入氣缸時直接吹在氣缸壁上，缸內氣流沿氣缸壁向左掃氣，增加了掃