柴油機(jī)工作過程三維數(shù)值模擬及配氣相位優(yōu)化研究.pdf

1、柴油機(jī)以優(yōu)良的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性在諸多行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但全球能源與環(huán)境問題迫使人們不得不采取措施進(jìn)一步提升其各方面的性能。改變配氣正時(shí)是改善柴油機(jī)性能、提高熱效率和減少有害排放的一種重要途徑。柴油機(jī)功率和轉(zhuǎn)速變化時(shí)，由于氣流的速度和氣缸內(nèi)氣體壓力發(fā)生變化，其最佳的配氣相位角也應(yīng)隨之改變。傳統(tǒng)氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常只能保證在某一種工況下優(yōu)化柴油機(jī)的性能，由于其凸輪型線始終不變，且凸輪相對(duì)位置也保持固定，所以無法在運(yùn)行的過程中對(duì)氣門系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)

2、節(jié)，柴油機(jī)性能難以在各種工況下都達(dá)到優(yōu)化，因此人們提出了可變配氣相位技術(shù)。但是用傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算或用純粹實(shí)驗(yàn)的方法來研究配氣正時(shí)不能滿足現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)可變配氣正時(shí)技術(shù)的需要。傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法準(zhǔn)確性不高，通用性也較差：而實(shí)驗(yàn)研究方法成本高、周期長(zhǎng)，所取得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也十分有限，因此尋求經(jīng)濟(jì)、有效、快速的研究方法成為內(nèi)燃機(jī)工作者的目標(biāo)。 本文以一臺(tái)增壓柴油機(jī)為例，利用CFD方法對(duì)其一個(gè)完整工作循環(huán)進(jìn)行仿真計(jì)算，并通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較驗(yàn)證仿真的可靠

3、性。在此基礎(chǔ)之上，研究不同工況下柴油機(jī)的最佳配氣正時(shí)，以滿足可變配氣相位技術(shù)所需的最佳配氣正時(shí)參數(shù)。 文中計(jì)算了4種工況下，采用不同進(jìn)氣相位時(shí)缸內(nèi)的存氣量和掃氣量，分析了進(jìn)氣倒流和缸內(nèi)存氣量隨進(jìn)氣提前角的變化規(guī)律。并且按照進(jìn)氣過程結(jié)束時(shí)氣缸內(nèi)的存氣量達(dá)到最大，同時(shí)在保證冷卻所需掃氣量前提下使通過氣門喉口的進(jìn)氣量為最小這一原則，計(jì)算出不同工況下的最佳進(jìn)氣相位值；同時(shí)還計(jì)算了4種工況下，采用不同排氣相位時(shí)柴油機(jī)膨脹損失功和推出損失功