小型高速航空柴油機混合氣形成的仿真分析.pdf

1、目前,國外小型高速四沖程活塞式柴油機已逐漸在無人機上得到應用,但國內(nèi)相關的研究工作還處于起步階段,自主研發(fā)尚處于空白狀態(tài)。TKDI600柴油機是德國研發(fā)的用于無人機的小型高速航空四沖程活塞式柴油機,在混合氣形成以及燃燒方面有其獨到之處；通過對該小型高速柴油機機混合氣形成的仿真分析與研究,有助于國內(nèi)相關機型的研制與開發(fā)。本論文應用仿真軟件Fire對TKDI600小型高速航空柴油機缸內(nèi)混合氣形成過程進行分析,并對燃燒室?guī)缀螀?shù)、燃油噴射參數(shù)

2、以及進氣參數(shù)對混合氣形成過程的影響進行研究。
　　 根據(jù)柴油機結構參數(shù)和運行參數(shù),確定了該小型高速航空柴油機燃燒室?guī)缀文Ｐ?、湍流模型、噴霧模型、著火及燃燒模型以及相應的初始條件和邊界條件；通過仿真結果與相關文獻中的實驗數(shù)據(jù)的對比,驗證了仿真結果的可信性。
　　 為了定量描述缸內(nèi)混合氣形成過程,同時對燃燒室內(nèi)重點區(qū)域進行細化研究,構建了表征混合氣形成過程及質(zhì)量的特征參數(shù)；在此基礎上,對該小型高速柴油機額定工況下的缸內(nèi)氣流流

3、動、燃油運動以及混合氣生成質(zhì)量進行了分析,同時研究了油氣間的相互作用及其對混合氣生成質(zhì)量的影響。研究結果表明,該小型高速柴油機在擠流、渦流、湍流等氣流運動方面,在燃油碰壁以及蒸發(fā)霧化等燃油運動方面,在油氣混合均勻程度以及不同區(qū)域油氣混合速度等混合氣生成質(zhì)量方面都有一定的特點,有助于在短時間內(nèi)實現(xiàn)油氣的高效混合。
　　 結合該小型高速柴油機燃燒室偏心、噴油器傾斜布置、轉(zhuǎn)速高,缸徑小等特點,分別研究了燃燒室偏心距、燃燒室口徑比等燃燒

4、室?guī)缀螀?shù),噴油器安裝位置、噴射壓力以及噴孔直徑等燃油噴射參數(shù)以及進氣渦流比、進氣壓力等進氣參數(shù)對缸內(nèi)混合氣形成的影響。研究結果表明,燃燒室?guī)缀螀?shù)、燃油噴射參數(shù)以及進氣參數(shù)對該小型高速柴油機缸內(nèi)油氣運動以及混合氣生成質(zhì)量的影響具有一定的規(guī)律,有助于進一步開展各參數(shù)耦合對混合氣生成質(zhì)量的優(yōu)化改進工作。
　　 論文的研究成果有助于對國外小型高速航空柴油機混合氣形成技術的消化吸收,同時結合進一步的燃燒分析,為該柴油機動力性、燃油經(jīng)濟