直噴汽油機(jī)直接起動(dòng)過(guò)程中的燃燒和動(dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、直噴汽油機(jī)直接起動(dòng)過(guò)程中的燃燒和動(dòng)力學(xué)模擬直噴汽油機(jī)直接起動(dòng)過(guò)程中的燃燒和動(dòng)力學(xué)模擬Simulationofthecombustiondynamicsofadirectinjectiongasolineengineduringthedirectstartprocesses學(xué)科專業(yè)：動(dòng)力機(jī)械及工程研究生：曹志成指導(dǎo)教師：何邦全副教授天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二零一二年十二月摘要直噴汽油機(jī)直接起動(dòng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)節(jié)能與減排的重要手段之一。利用模擬的

2、方法研究直噴汽油機(jī)直接起動(dòng)過(guò)程中燃燒與運(yùn)動(dòng)學(xué)過(guò)程，對(duì)于指導(dǎo)直接起動(dòng)過(guò)程時(shí)的控制策略制定有一定的理論意義和較高的工程實(shí)用價(jià)值。本文分別采用AVLFire和Matlab軟件，建立了模擬直噴汽油機(jī)直接起動(dòng)時(shí)第一個(gè)著火氣缸內(nèi)混合氣形成和燃燒過(guò)程的三維計(jì)算流體力學(xué)（ComputationalFluidDynamicsCFD）模型，以及模擬發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)速變化的一維動(dòng)力學(xué)模型，并進(jìn)行了兩者的耦合，研究了4缸直噴汽油機(jī)直接起動(dòng)過(guò)程時(shí)第1個(gè)著火氣缸

3、和第2個(gè)著火氣缸的整體燃空當(dāng)量比、點(diǎn)火時(shí)刻、活塞停止位置對(duì)混合氣特性、燃燒與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程特性的影響。研究結(jié)果表明：在噴油壓力為5MPa時(shí)，隨著整體燃空當(dāng)量比的增大，在噴油開(kāi)始后相同的時(shí)刻下，在第1個(gè)著火氣缸內(nèi)混合氣的不均勻性指數(shù)增大，噴霧引起的缸內(nèi)湍動(dòng)能最大值增加，且峰值位置略微后移。整體燃空當(dāng)量比為0.8和1.2時(shí)，缸內(nèi)混合氣燃空當(dāng)量比處于0.71.4的體積分?jǐn)?shù)比燃空當(dāng)量比為1.6和2.0時(shí)的大，而在整體燃空當(dāng)量比≥1.6時(shí)，缸內(nèi)混

4、合氣燃空當(dāng)量比處于0.71.4的體積分?jǐn)?shù)隨著整體燃空當(dāng)量比的增加而減小。在相同的整體燃空當(dāng)量比條件下，在火花塞周?chē)谝淮涡纬衫碚撊伎债?dāng)量比混合氣時(shí)點(diǎn)火可以實(shí)現(xiàn)更高的燃燒速率。在第1個(gè)著火氣缸活塞停止位置一定時(shí)，第1個(gè)著火氣缸內(nèi)混合氣燃燒速率越大，則第1個(gè)著火氣缸引起的發(fā)動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)過(guò)的角度越大。在第1個(gè)著火氣缸活塞停止位置及燃空當(dāng)量比和點(diǎn)火時(shí)刻一定的情況下，第2個(gè)著火氣缸在反轉(zhuǎn)到最靠近上止點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)在后續(xù)的正轉(zhuǎn)中達(dá)到最高