基于大渦模擬方法的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)變動(dòng)特性研究.pdf

1、循環(huán)變動(dòng)是發(fā)動(dòng)機(jī)工作燃燒的重要特征之一，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性有極為不利的影響，因此理解并控制循環(huán)變動(dòng)是提高發(fā)動(dòng)機(jī)整體效率的必經(jīng)之路。大渦模擬方法由于其本身的特性顯示了其在發(fā)動(dòng)機(jī)多循環(huán)模擬方面的優(yōu)勢(shì)，為循環(huán)變動(dòng)研究提供了新的途徑。
　　本文基于大渦模擬的方法，在STAR-CD軟件中對(duì)英國(guó)Leeds大學(xué)的一臺(tái)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作循環(huán)進(jìn)行了三維數(shù)值模擬。三維模擬的缸內(nèi)最高爆發(fā)壓力與實(shí)驗(yàn)吻合，其對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角略早于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，

2、點(diǎn)火時(shí)刻火花塞間隙處截面的流場(chǎng)信息與實(shí)驗(yàn)PIV測(cè)量結(jié)果相差不大，且小渦團(tuán)能量占比低于10％，從而驗(yàn)證了三維模型的準(zhǔn)確性，為循環(huán)變動(dòng)研究奠定了基礎(chǔ)。
　　發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的流場(chǎng)速度、壓力、溫度、火焰面位置等均出現(xiàn)了較明顯的循環(huán)變動(dòng)。進(jìn)排氣道完全關(guān)閉后缸內(nèi)流場(chǎng)速度的循環(huán)變動(dòng)強(qiáng)度要明顯低于進(jìn)排氣道完全關(guān)閉之前，且隨著活塞上行，缸內(nèi)流場(chǎng)的總體循環(huán)變動(dòng)強(qiáng)度減弱。同一時(shí)刻，橫向截面的速度循環(huán)變動(dòng)強(qiáng)度在氣缸頂部達(dá)到最大，其循環(huán)變動(dòng)系數(shù)隨截面到氣缸頂部

3、的軸向距離逐漸減小，而縱向截面的速度循環(huán)變動(dòng)強(qiáng)度隨活塞上行不斷減小。
　　缸內(nèi)橫向截面的渦流尺度隨隨截面到氣缸頂部的軸向距離先減小后增大，且在氣缸中部左右的位置達(dá)到最小值?；鸹ㄈg隙橫向截面的渦流尺度在進(jìn)排氣道完全關(guān)閉之后到40℃A BTDC的時(shí)間段里基本維持不變，而在此之后逐漸減小?？v向截面的滾流尺度均隨活塞上行而逐漸減小。
　　早期火焰核心對(duì)中前期對(duì)的燃燒反應(yīng)有更為直接的影響，而與中后期的燃燒反應(yīng)關(guān)系不大，點(diǎn)火時(shí)刻火花塞