基于CFD仿真分析開發(fā)缸內(nèi)直噴汽油機燃燒系統(tǒng)的研究.pdf

1、GDI發(fā)動機與傳統(tǒng)PFI發(fā)動機相比，具有更好的動力性、燃油經(jīng)濟性以及排放性能，因此缸內(nèi)直噴技術得到了研究人員的青睞。使用CFD指導設計具有高效低成本的優(yōu)勢，本文以某企業(yè)某款1.6L氣道噴射式發(fā)動機為基礎，使用數(shù)值模擬方法開發(fā)出一套全新的GDI燃燒系統(tǒng)。然后以此為載體進行了噴油壓力對發(fā)動機混合氣形成以及燃燒性能影響的研究，并對數(shù)值模擬中需使用的燃油噴霧模型和燃燒模型進行了仿真與實驗的標定。最后以6000r/min@WOT為計算工況，驗證了

2、燃燒系統(tǒng)的流動、噴霧以及燃燒性能。研究的主要內(nèi)容如下:
　　本文為燃燒系統(tǒng)設計了三種進氣道形狀，通過氣道穩(wěn)流試驗和CFD仿真得到了三種進氣道的流量系數(shù)與滾流比，其中氣道三滾流水平比同類機型高;在燃油噴射系統(tǒng)的設計中，引入了噴油器、高壓油軌、高壓油泵及油管，并通過CAE設計了三種噴油器方案;在燃燒室形狀的設計中，發(fā)動機燃燒室結構對缸內(nèi)燃燒有非常大的影響，因此本文利用CFD能夠快速建模的優(yōu)勢，設計出五種活塞凹坑形狀，并分別進行了缸內(nèi)流

3、動、噴霧以及燃燒的仿真計算;在氣門與氣門座形狀的設計中，通過對比進氣量以及滾流比等仿真結果，為GDI燃燒系統(tǒng)的氣門與氣門座形狀選擇最優(yōu)方案。
　　本文以2500r/min@10bar為計算工況，選擇了兩組噴油壓力(12.5Mpa/10Mpa)進行研究。計算表明，提高噴油壓力可以加快混合氣混合速度，縮短燃燒持續(xù)期，降低碳煙排放，提升發(fā)動機的燃燒和排放特性。
　　本文設計的燃燒系統(tǒng)在全速全負荷工況下的性能驗證表明，發(fā)動機缸內(nèi)滾流