缸内直喷汽油机混合气形成过程数值模拟-动力机械及工程专业论文.docxVIP

摘要随着能源危机的出现和排放法规的日益严格，对内燃机的经济性和排放提 摘要 随着能源危机的出现和排放法规的日益严格，对内燃机的经济性和排放提 出了更高的要求。为了使内燃机具有较好的动力性、经济性以及排放性能，GDI 发动机是车用发动机的主要发展方向之一。缸内混合气的混合状况直接影响着 后续的燃烧和排放。因此，研究GDI发动机的混合气形成过程可以为提高充气 效率，为进气道和燃烧室改型、配气定时和点火定时的优化及喷雾参数的调整 等提供理论依据。 本文在AVL FIRE平台上，对缸内直喷汽油机的混合气形成过程进行仿真研 究。首先，利用三维造型软件进行三维实体建模；然后，运用AVL．Fire软件对 模型进行动网格划分、求解；最后，运用Fire软件自带的后处理工具和Origin8．0 对结果进行了后处理并讨论分析。 本文主要研究转速、喷油定时、喷油角度、滚流比和喷油器位置对缸内混 合气形成的影响，得出以下结论：(1)缸内总体量、速度场在不同转速下的变化 趋势相似，在气门下方均会出现气体流速较低的区域，这个区域对气体混合会 产生不利影响，在设计上有待改进；三种转速下，4000 r／rain较之其它两种转速 混合更均匀。(2)650CA ATDC喷油，缸内形成的混合气总体当量比较大，但 均匀度较差；950CA ATDC则喷油太晚，点火时刻附近燃油蒸发量只占总油量 的85％左右，混合气质量较差；800CA ATDC喷油，在点火时刻附近得到的混 合气较均匀且总体当量比接近于理论当量比1。(3)喷油角度为300、600角时， 缸内都出现了混合气过浓或过稀的区域：而喷油角度为450角时，缸内混合气较 均匀且满足均质混合气的要求。故450角喷射方案最优。(4)在不同的滚流比下 喷油，喷嘴下方均有一个混合气较浓的区域出现，在设计和喷油器的安装上应 尽量避免；但nPl和TR_2时，这个区域较大且缸内总体当量比均小于1：而 1R．=o时，能得到总体当量比为1的均质混合气。(5)喷油器置于进气侧的顺气 流喷油方案能在缸内形成均质混合气，而喷油器居中垂直喷射形成的混合气总 体上较稀且分布不均匀；喷油器位于排气侧的逆气流喷射方案形成的混合气在 排气侧较浓，进气侧浓度较稀，后两者得到的混合气均满足不了均质混合气的 要求。 关键词：GDI，瞬态，数值模拟，油气混合 AbstractThe Abstract The whole performance of the internal combustion engine should be improved because of the draining energy sources and rigorous law of eonservaney of environment．In order to enable the internal engine has good power,economic performance and emissions performance，GDI has been a main develo·pmem target． The mixing situation of the mixture in cylinder directly affect combustion and emission of the internal engine．Smdying the mixing process of mixture for engine， We can supply the theoretic foundation for inproving the charge efficient changing the figure of intake port and chamber,optimizing valve timing and ignition timing and adjusting the parameters of spray． Based on the AVL—Fire software，this thesis simulates the air-fuel mixing process in a GDI gasoline engine．First，We should establish three-dimensional solid model．Second,meshing and solvering the model with AVL—Fire software．Finally， using the post-processing tool of Fire and Odgm8．0 to deal withl the results，then analysis