空氣輔助缸內(nèi)直噴汽油機(jī)工作過程的仿真研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的氣道噴射汽油機(jī)相比,缸內(nèi)直噴汽油機(jī)在改善燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力輸出和冷啟動(dòng)排放等方面體現(xiàn)出了較為明顯的優(yōu)勢(shì),因而成為了當(dāng)今車用汽油機(jī)的主要發(fā)展方向。本文以AVL公司的三維仿真軟件FIRE為平臺(tái),對(duì)一款低壓空氣輔助缸內(nèi)直噴汽油機(jī)的工作過程進(jìn)行了計(jì)算分析,進(jìn)而為直噴汽油機(jī)燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供依據(jù)。
　　首先,建立了空氣輔助缸內(nèi)直噴汽油機(jī)的進(jìn)氣道及燃燒室的幾何模型和計(jì)算網(wǎng)格。分析了進(jìn)氣道及缸內(nèi)的工質(zhì)流動(dòng),在對(duì)噴霧模型進(jìn)行了有效性驗(yàn)證

2、的基礎(chǔ)上,比較了不同噴油時(shí)刻條件下原機(jī)與新燃燒室方案的混合氣形成過程,探討了原機(jī)與新方案燃燒特性之間的差異。結(jié)果表明:
　　(1)計(jì)算分析了原機(jī)的缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)狀況:隨著氣門開啟幅度的加大,進(jìn)氣門兩端下方分別形成了方向相反的兩個(gè)滾動(dòng)渦,之后兩者相遇并相互擠壓,到壓縮行程缸內(nèi)僅存在單一方向的滾流運(yùn)動(dòng);活塞運(yùn)行接近上止點(diǎn)(700°CA)時(shí),缸內(nèi)滾流運(yùn)動(dòng)已不明顯,此時(shí)擠流強(qiáng)度較高,有利于加快火焰?zhèn)鞑ァ?br>　　(2)與原機(jī)相比,新方案在

3、壓縮行程后期缸內(nèi)平均湍動(dòng)能顯著增加,其中最大增幅達(dá)20.3％,從而提高了壓縮上止點(diǎn)前20°CA時(shí)缸內(nèi)混合氣濃度分布的整體均勻度;當(dāng)噴油時(shí)刻為420°CA和440°CA時(shí),新方案均能在兩個(gè)火花塞間隙處形成適合穩(wěn)定點(diǎn)火的混合氣濃度。
　　(3)原機(jī)的缸內(nèi)火焰?zhèn)鞑ゲ痪鶆虿⑶颐黠@滯后于新方案,后燃現(xiàn)象較為嚴(yán)重。采用新方案后缸內(nèi)的火焰?zhèn)鞑サ玫搅溯^大的改善,燃燒相位提前,最大爆發(fā)壓力和壓力升高率均有較大幅度的上升,發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率得到了提高。<