四氣門柴油機進(jìn)氣道穩(wěn)流試驗研究及數(shù)值模擬.pdf

1、在氣道穩(wěn)流試驗臺上對4D24四氣門柴油機的單螺旋進(jìn)氣道、單切向進(jìn)氣道及組合氣道進(jìn)行了試驗，并分析了試驗結(jié)果，結(jié)果顯示出在小氣門升程時渦流比反而較大，這與平常的柴油機進(jìn)氣道的流動特性有較大差別，從而引出了“氣門口螺旋段”。
　　 利用Pro/E對進(jìn)氣道-氣門-氣缸進(jìn)行了三維實體造型，得到了單螺旋進(jìn)氣道、單切向進(jìn)氣道、組合氣道的幾何模型;采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的方法在Fire中生成質(zhì)量較高的計算網(wǎng)格。
　　 建立三維數(shù)值模擬數(shù)理模

2、型，選用SIMPLE法來模擬其內(nèi)部氣體的穩(wěn)態(tài)流動，設(shè)置邊界條件、初始條件、偏微分方程的離散和求解，經(jīng)反復(fù)調(diào)試和試算，成功地對三種進(jìn)氣道的進(jìn)氣道-氣門-氣缸系統(tǒng)進(jìn)氣過程進(jìn)行了三維穩(wěn)態(tài)流動數(shù)值模擬研究，所采用的數(shù)學(xué)物理模型的預(yù)測水平和精度得到了驗證，證實了本次三維數(shù)值模擬計算的可靠和有效。
　　 分析速度分布、壓力分布、湍動能分布、流線和跡線、渦流比、流量系數(shù)等流場結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn):所得的模擬計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合良好;可獲得大量流動過程的

3、信息，能深入直觀了解幾何形狀對流動特性的影響;組合氣道的最大氣體流速發(fā)生在氣門附近的空氣進(jìn)入的地方。而在缸蓋底兩氣門中間存在氣流干涉區(qū)，在此區(qū)域發(fā)生質(zhì)量與動量矩的強烈交換，存在動量矩?fù)p失;直觀地得到了“氣門口螺旋段”在小氣門升程時對渦流大小的影響機理。
　　 通過改變“氣門口螺旋段”結(jié)構(gòu)布置，模擬計算了“取消氣門口螺旋段”情況下組合氣道的流量系數(shù)和渦流比，與原有氣道模型的試驗結(jié)果比較，據(jù)此證明了“氣門口螺旋段”的效果在小氣門升程