柴油機可變渦流進氣系統(tǒng)流動特性的數(shù)值仿真研究.pdf

1、可變渦流進氣技術(shù)是在發(fā)動機運行過程中，通過可變的進氣模式，對進氣運動進行組織，使進入缸內(nèi)的充量大小和渦流運動能夠適合發(fā)動機不斷變化的運行工況，從而起到改善發(fā)動機的性能的作用。本文以一臺2.0L四氣門直噴式柴油機為研究對象，進行了可變渦流進氣系統(tǒng)研究，使其在不同工況實現(xiàn)不同的進氣模式，滿足各個工況下對渦流比的要求，從而改善發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性，降低排放指標。
　　 首先分析了進氣系統(tǒng)中氣流運動的流動阻力和能量損失以及進氣渦流在促進

2、油氣混合、改善發(fā)動機性能方面的作用，并對可變渦流進氣系統(tǒng)進行了設(shè)計研究，提出了其設(shè)計要求、一般實現(xiàn)方法及具體設(shè)計方案，包括進氣歧管鋁改塑設(shè)計和渦流控制閥的設(shè)計，并對進氣歧管鋁改塑前后的發(fā)動機進氣流量和動力性進行對比，結(jié)果表明，進氣流量和動力性有一定的提升。
　　 研究了CFD數(shù)值仿真方法在柴油機進氣系統(tǒng)設(shè)計中的應用，使用AVL-FIRE分別對柴油機的單螺旋進氣道、單切向進氣道和雙進氣道型式的氣體運動進行了仿真，分析了不同型式進氣

3、道的流通干涉特性、渦流特性、湍流特性，結(jié)果表明，雙進氣道的氣流會產(chǎn)生干涉，造成少量流量損失，且不同型式氣道具有的不同的渦流特性，該差異性為可變渦流進氣技術(shù)的實現(xiàn)提供了可能性。
　　 針對該四氣門柴油機，設(shè)計了可變渦流進氣系統(tǒng)，并提出了兩種渦流控制閥方案，對兩種方案分別建立了進氣歧管一可變渦流控制閥-進氣道-進氣門-氣缸系統(tǒng)的三維計算模型并進行仿真，研究了不同方案的渦流控制閥對進氣流通特性和渦流運動的影響并選出了較優(yōu)方案。進一步研

4、究了節(jié)流造成的流量分配對進氣流動特性的影響。
　　 使用AVL-BOOST建立了該柴油機的一維整機模型并進行仿真，比較了進氣流量、扭矩和功率的實驗和仿真結(jié)果，分析了柴油機可變渦流進氣系統(tǒng)對發(fā)動機工作過程中不同轉(zhuǎn)速時進氣流量特性和渦流特性的影響，為發(fā)動機控制方案的選擇提供了理論指導。
　　 本文采用CFD數(shù)值仿真的分析手段，對可變渦流進氣系統(tǒng)的進氣流通干涉特性、渦流特性以及流量分配對流動特性的影響等方面進行了比較全面的分析