ATV400汽油机进气及燃油喷射数值模拟研究

摘要

随着不可再生资源的日益枯竭以及环保法规的日益严格，对汽油机的综合性能提出了更高的要求。新技术如稀薄分层燃烧、电控技术、排放后处理技术等都先后得到运用。深透地理解汽油机气体流动机理、燃油喷射机理以及油气混合机理是掌握汽油机电控技术的重要保证，而数值模拟是实现这一过程最有效的工具。
　　 本文以进气道喷油式汽油机的气体流动及油气混合过程作为基本的研究内容，依据气液两相流的基本原理，进行气道—缸内气体流动、燃油喷射以及油气混合过程的数值模拟的研究。
　　 本文中，针对实际工程中的开发工作的要求，结合计算流体力学的软件AVL-FIRE，根据开发机的进气与燃烧系统几何模型构建了2套网格模型，描述了应用CFD软件时划分网格的基本流程，并针对网格模型进行了大量的模拟计算。
　　 本文计算了从进气初始时刻到点火时刻气道—缸内的气体流动过程。分析了缸内流场特性以及缸内气流涡旋运动的运动特点。在气体流动分析的基础上，进行了油气混合过程的三维瞬态数值模拟，分析比较了不同燃油喷射模式下以及不同喷油时刻，喷油速度液相燃油分布以及燃油蒸气浓度分布的特点。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究的背景及意义

1.2汽油机进气流动数值模拟的国内外研究现状

1.3汽油机喷油雾化数值模拟的国内外研究现状

1.4本课题的研究目的和主要内容

1.4.1本课题的研究目的

1.4.2本课题的主要内容

1.5本章小结

2 CFD数值模拟计算方法

2.1流体数值模拟计算概述

2.2流体控制方程

2.3控制方程的离散化

2.4 CFD模拟仿真软件

2.5本章小结

3 ATV400汽油机计算模型的建立

3.1发动机基本参数

3.2建立几何模型

3.3网格划分及动网格生成

3.4初始条件和边界条件的设定

3.5本章小结

4进气道—缸内气体流动三维瞬态数值模拟

4.1前言

4.2进气及压缩过程中进气道—缸内气体流动状况的研究

4.2.1缸内气流运动状况的研究

4.2.2进气流量的分析

4.3本章小结

5进气道喷油及气道—缸内油气混合过程三维数值模拟

5.1前言

5.2喷油模块参数的设置

5.2.1湍流扩散模型

5.2.2蒸发模型

5.2.3破碎模型

5.2.4喷嘴参数设置

5.3闭阀喷射模式下的数值模拟

5.4开阀喷射模式下的数值模拟

5.4.1不同喷油时刻对混合气浓度分布的影响

5.4.2不同喷油开始速度对混合气浓度分布的影响

5.5本章小结

6全文总结及工作展望

6.1全文总结

6.2工作展望

致 谢

参考文献

附录 A：作者在攻读学位期间发表的论文