高速汽油机进气及缸内燃烧过程研究

【摘要】汽油机的缸内空气运动对混合气的形成和燃烧过程有很大的影响，特别是点火时刻前的缸内流场分布，将直接决定火焰传播速度和燃烧效率，缸内湍流运动的增强将提高火焰传播速度，并使火焰前锋面形成褶皱，提高燃烧效率，同时能降低燃烧循环变动，大大改善发动机动力性、经济性、燃烧噪声和有害废气的排放。本文利用AVL-Fire软件对一款高速进气道燃油喷射汽油机进气及燃烧过程进行了研究。通过对原机的分析找到其进气道设计的不合理之处，并修改原机气道倾角和截面，提高了滚流比和充量系数，并对比分析了修改后汽油机的燃烧过程。首先对原气道进行了稳流实验，重点测得了不同气门升程下的流量系数，以此作为验证数值模拟计算准确性的标准。然后对不同气门升程下的进气过程进行了模拟计算，分析其在不同气门升程，特别在最大气门升程处的流场。通过数值模拟结果评估了该气道有较好的流通性和形成滚流的能力，同时找到了一些对进气造成不利影响的因素，以此对进气道进行了结构改进，结果显示改进后气道流量系数和滚流比都得到了一定程度的提高。利用台架试验数据对原机工作过程的瞬态模拟计算进行了标定，并以此对修改后的进气、压缩和缸内燃烧过程进行了瞬态模拟计算。分析对比了修改前后高低滚流比气道汽油机缸内滚流的形成过程和不同之处，发现修改后的高滚流比气道形成了更强烈的缸内湍流，其缸内压力从压缩阶段就明显高于原气道，点火之后火焰前锋面褶皱更多、火焰传播速度更快、燃烧定容度、燃烧效率更高，在输出功率更大的同时，保证了工作的柔和性。
【作者】李圆；
【导师】杨靖；
【作者基本信息】湖南大学，动力工程及工程热物理，2014，硕士
【关键词】高速汽油机；燃烧过程；不同滚流比；数值模拟；

【参考文献】
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