缸內(nèi)直噴汽油機(jī)混合氣形成過程數(shù)值模擬.pdf

1、隨著能源危機(jī)的出現(xiàn)和排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，對(duì)內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放提出了更高的要求。為了使內(nèi)燃機(jī)具有較好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及排放性能，GDI發(fā)動(dòng)機(jī)是車用發(fā)動(dòng)機(jī)的主要發(fā)展方向之一。缸內(nèi)混合氣的混合狀況直接影響著后續(xù)的燃燒和排放。因此，研究GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣形成過程可以為提高充氣效率，為進(jìn)氣道和燃燒室改型、配氣定時(shí)和點(diǎn)火定時(shí)的優(yōu)化及噴霧參數(shù)的調(diào)整等提供理論依據(jù)。
　　 本文在AVL FIRE平臺(tái)上，對(duì)缸內(nèi)直噴汽油機(jī)的混合氣形成過程進(jìn)行

2、仿真研究。首先，利用三維造型軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模；然后，運(yùn)用AVL-Fire軟件對(duì)模型進(jìn)行動(dòng)網(wǎng)格劃分、求解；最后，運(yùn)用Fire軟件自帶的后處理工具和Origin8.0對(duì)結(jié)果進(jìn)行了后處理并討論分析。
　　 本文主要研究轉(zhuǎn)速、噴油定時(shí)、噴油角度、滾流比和噴油器位置對(duì)缸內(nèi)混合氣形成的影響，得出以下結(jié)論：(1)缸內(nèi)總體量、速度場(chǎng)在不同轉(zhuǎn)速下的變化趨勢(shì)相似，在氣門下方均會(huì)出現(xiàn)氣體流速較低的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域?qū)怏w混合會(huì)產(chǎn)生不利影響，在設(shè)計(jì)上有

3、待改進(jìn)；三種轉(zhuǎn)速下，4000 r/min較之其它兩種轉(zhuǎn)速混合更均勻。(2)65°CA ATDC噴油，缸內(nèi)形成的混合氣總體當(dāng)量比較大，但均勻度較差；95°CA ATDC則噴油太晚，點(diǎn)火時(shí)刻附近燃油蒸發(fā)量只占總油量的85％左右，混合氣質(zhì)量較差；80°CA ATDC噴油，在點(diǎn)火時(shí)刻附近得到的混合氣較均勻且總體當(dāng)量比接近于理論當(dāng)量比1。(3)噴油角度為30°、60°角時(shí)，缸內(nèi)都出現(xiàn)了混合氣過濃或過稀的區(qū)域；而噴油角度為45°角時(shí)，缸內(nèi)混合氣較均

4、勻且滿足均質(zhì)混合氣的要求。故45°角噴射方案最優(yōu)。(4)在不同的滾流比下噴油，噴嘴下方均有一個(gè)混合氣較濃的區(qū)域出現(xiàn)，在設(shè)計(jì)和噴油器的安裝上應(yīng)盡量避免；但TR=1和TR=2時(shí)，這個(gè)區(qū)域較大且缸內(nèi)總體當(dāng)量比均小于1；而TR=0時(shí)，能得到總體當(dāng)量比為1的均質(zhì)混合氣。(5)噴油器置于進(jìn)氣側(cè)的順氣流噴油方案能在缸內(nèi)形成均質(zhì)混合氣，而噴油器居中垂直噴射形成的混合氣總體上較稀且分布不均勻；噴油器位于排氣側(cè)的逆氣流噴射方案形成的混合氣在排氣側(cè)較濃，進(jìn)氣