畢業(yè)設(shè)計（論文）-發(fā)動機缸內(nèi)燃燒影響因素分析研究

1、中北大學(xué)2010屆畢業(yè)設(shè)計說明書第1頁共46頁1.1.緒論緒論1.11.1研究的目的和意義研究的目的和意義內(nèi)燃機的誕生已有一百多年的歷史。經(jīng)過長期不斷的改進和提高，內(nèi)燃機已經(jīng)成為一種比較成熟、完善的動力機械。由于它的熱效率較高、適應(yīng)性好、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點而在車輛、船舶、工程機械等領(lǐng)域內(nèi)取得了廣泛應(yīng)用，發(fā)揮著日益巨大的作用。為了節(jié)約能源，應(yīng)對全球性的石油危機，內(nèi)燃機經(jīng)濟性能的提高和新燃料的應(yīng)用研究日益受到重視。為了保護環(huán)境，降低大氣污染，對

2、內(nèi)燃機有害排放指標和噪聲的限制也越來越高，這些都對內(nèi)燃機的工作過程提出了更加嚴格的要求[1]。燃燒過程對內(nèi)燃機性能影響的重要性是眾所周知的。它是內(nèi)燃機工作循環(huán)的中心環(huán)節(jié)，它與內(nèi)燃機的基本運行參數(shù)，如功率、效率和排放等直接關(guān)聯(lián)。長期以來，由于燃燒過程的復(fù)雜性，燃燒過程只能借助于實驗進行研究，這種研究方法不僅要受到實驗條件、測試技術(shù)、實驗儀器精度等的限制，而且有時根本無法完成，這就給研究燃燒過程帶來了很大的局限性[12]。隨著高速CPU、大

3、容量硬盤的不斷問世和飛速發(fā)展，利用計算機建立各種科學(xué)的數(shù)學(xué)計算模型，進行缸內(nèi)過程的三維數(shù)值模擬成為可能[3]。利用數(shù)值模擬，借助較為完善的數(shù)學(xué)模型，不僅有助于分析理解燃燒機理，還可以對內(nèi)燃機性能進行預(yù)測研究，改變各種結(jié)構(gòu)參數(shù)和運行參數(shù)，為新發(fā)動機的優(yōu)化設(shè)計和舊發(fā)動機性能改善提供指導(dǎo)，從而簡化實驗工作，縮短研制周期，為內(nèi)燃機研究工作的開展提供了一個更為廣闊的發(fā)展平臺[4]?；谶@種情況，本文對發(fā)動機工作過程作接近實際的模擬，建立了一個適合

4、汽油機工作過程計算的準維湍流燃燒模型。1.2內(nèi)燃機燃燒模型的國內(nèi)外現(xiàn)狀內(nèi)燃機燃燒模型的國內(nèi)外現(xiàn)狀以流體力學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、燃燒理論和計算數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，以高速大容量計算機為主要工具，通過計算手段來探索自然界、工程實際和社會生活中各種燃燒現(xiàn)象的機理，研究各種燃燒系統(tǒng)和裝置中燃燒過程的規(guī)律和特點，從而實現(xiàn)對各種燃燒現(xiàn)象進行準確的分析和預(yù)測。內(nèi)燃機燃燒數(shù)值模擬方法已成為內(nèi)燃機系統(tǒng)的研究、設(shè)計和優(yōu)化的一個強有力的工具[5]。從上個世紀

5、40年代以來，對于燃燒模型的研究逐漸開展并提出了各種內(nèi)燃機中北大學(xué)2010屆畢業(yè)設(shè)計說明書第3頁共46頁型、缸內(nèi)傳熱模型等。(2)根據(jù)汽油機的實際運行場合，在發(fā)動機試驗臺上進行試驗，并測得模型計算所需的初始數(shù)據(jù)和對模型進行驗證的示功圖。(3)利用建立的模型對汽油機的燃燒過程進行數(shù)值計算，用實驗結(jié)果進行驗證。在通過試驗驗證后的模型的基礎(chǔ)上，計算缸內(nèi)的湍流參數(shù)，并研究轉(zhuǎn)速、負荷、壓縮比、配氣相位等對參數(shù)的影響。(4)通過分析得出燃燒過程中的