氣道噴射式汽油機(jī)混合氣形成過(guò)程三維數(shù)值模擬.pdf

1、當(dāng)前，在環(huán)境污染和能源危機(jī)的雙重壓力下，人們?cè)谧非筌囉冒l(fā)動(dòng)機(jī)良好動(dòng)力性的同時(shí)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放性能的要求也越來(lái)越高。因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量相關(guān)的研究，這些研究中，混合氣形成是其中的一個(gè)重要方向。以往，因?yàn)槭苡?jì)算能力的限制，這些研究通常是以試驗(yàn)手段為主，近年來(lái)隨著計(jì)算水平的迅速提高，發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)流場(chǎng)的數(shù)值模擬技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為汽車虛擬技術(shù)的重要組成部分。
　　 在汽油機(jī)的發(fā)展歷程中，氣道噴射式汽油機(jī)起到了中堅(jiān)作用，故本課題選用氣道噴射

2、式汽油機(jī)為研究對(duì)象。
　　 本文在前人研究的基礎(chǔ)上，利用AVL-FIRE軟件對(duì)某汽油機(jī)混合氣的形成過(guò)程進(jìn)行了三維數(shù)值模擬。得到了包括進(jìn)氣道-缸內(nèi)速度、湍動(dòng)能、當(dāng)量比和壓力在內(nèi)的流場(chǎng)特性的三維結(jié)果。由于雙氣門的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，滾流是缸內(nèi)較大尺度渦旋的主要運(yùn)動(dòng)形式。缸內(nèi)的湍動(dòng)能、壓力場(chǎng)與速度場(chǎng)存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系：湍動(dòng)能高能量核心區(qū)域的分布與氣流渦旋中心的變化大體一致；缸內(nèi)低壓核心區(qū)的分布形式與高能量的湍動(dòng)能核心區(qū)分布又是彼此對(duì)應(yīng)的。
　

3、　 為了研究各參數(shù)對(duì)混合氣形成質(zhì)量的影響，本文分別對(duì)汽油機(jī)的噴油角度、噴油時(shí)刻、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等工況，進(jìn)行了數(shù)值模擬，并得到了相關(guān)結(jié)果。計(jì)算結(jié)果表明：1)改變噴油角度，對(duì)汽油機(jī)缸內(nèi)氣體流速和湍流強(qiáng)度的影響不大，對(duì)缸內(nèi)的濃度分布影響較大。2)閉閥噴射混合氣分布更均勻，但當(dāng)量比較低，且排氣門座下方存在部分濃區(qū)，不利于排放；開(kāi)閥噴射汽油機(jī)的當(dāng)量比較高，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)燃油噴射量的精確控制。3)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)缸內(nèi)氣體流速和油氣混合有較大的影響。對(duì)于改變