四沖程渦輪增壓柴油機(jī)掃氣特性研究.pdf

1、現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)日新月異，如今被廣泛應(yīng)用的新技術(shù)中，渦輪增壓、可變氣門(mén)、可變歧管等均以改善內(nèi)燃機(jī)換氣過(guò)程為目的，由此可見(jiàn)換氣過(guò)程在內(nèi)燃機(jī)工作中的重要地位。而掃氣作為內(nèi)燃機(jī)換氣過(guò)程中一個(gè)重要的組成部分，直接影響著內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)殘余廢氣量與受熱零部件的熱負(fù)荷，繼而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放水平以及整機(jī)的可靠性。長(zhǎng)期以來(lái)，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的掃氣過(guò)程始終是熱門(mén)的研究對(duì)象，但四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是四沖程柴油機(jī)的掃氣過(guò)程研究卻未能得到大范圍的開(kāi)展，本文

2、即致力于渦輪增壓四沖程柴油機(jī)的掃氣特性研究。
　　本文采用實(shí)驗(yàn)、一維工作過(guò)程數(shù)值模擬與三維 CFD數(shù)值模擬三者結(jié)合的方法，研究四沖程渦輪增壓柴油機(jī)的掃氣特性，主要工作內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　首先，開(kāi)展柴油機(jī)進(jìn)排氣瞬態(tài)流動(dòng)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)的壓力波數(shù)據(jù)進(jìn)行該型發(fā)動(dòng)機(jī)掃氣特性的分析，結(jié)果表明該機(jī)在高轉(zhuǎn)速及低轉(zhuǎn)速掃氣性能較差，尤其是高速低負(fù)荷工況的掃氣性能急需改善。
　　其次，本文利用GT-Power軟件進(jìn)行該型柴油機(jī)的

3、一維工作過(guò)程數(shù)值模擬，模擬結(jié)果表明排氣門(mén)正時(shí)對(duì)掃氣性能的影響最大，進(jìn)氣門(mén)正時(shí)次之，排氣管的結(jié)構(gòu)參數(shù)在有限的變化范圍內(nèi)對(duì)其影響較小。
　　然后，本文進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)性能與掃氣過(guò)程的一維參數(shù)優(yōu)化，確定了發(fā)動(dòng)機(jī)較優(yōu)性能下的進(jìn)排氣正時(shí)及排氣管結(jié)構(gòu)，即在保持排氣歧管長(zhǎng)度不變的同時(shí)將直徑減小5mm，進(jìn)、排氣門(mén)正時(shí)均推遲10 ℃A。優(yōu)化后全工況缸內(nèi)殘余廢氣系數(shù)及排氣溫度均得以降低，尤其是高速低負(fù)荷工況殘余廢氣系數(shù)降低1％左右，排氣溫度降低12℃左右