對置氣缸對置活塞(opoc)掃氣效率研究-畢業(yè)設(shè)計

1、摘要對置氣缸對置活塞(OPOC)二沖程柴油機是一種不同于傳統(tǒng)發(fā)動機的新型內(nèi)燃機，具有結(jié)構(gòu)簡單、總體輕量化、功率密度高等特點。本文基于雙對置二沖程柴油機直流掃氣過程流動特點，建立了該發(fā)動機掃氣過程瞬態(tài)流動三維計算流體動力學(CFD)仿真模型應用AVLFIRE軟件對該發(fā)動機額定工況(功率160kW，轉(zhuǎn)速2500rmin)下的掃氣過程進行了仿真研究結(jié)果顯示該工況下發(fā)動機掃氣效率可達96%。通過對掃氣過程不同時刻流場分析，可以得到發(fā)動機不同時刻

2、缸內(nèi)氣體組成成分和運動速度分布規(guī)律，從而為有效提高該發(fā)動機掃氣質(zhì)量提供可靠的依據(jù)，以達到控制其掃氣效率和掃氣質(zhì)量的目標，為高性能OPOC發(fā)動機的設(shè)計提供參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：對置氣缸對置活塞(OPOC)掃氣效率掃氣仿真直流掃氣AbstractOpposedcylinderopposedpiston(OPOC)twostrokedieselengineisadifferentfromthetraditionalengineofnewtypei

3、nternalcombustionenginehassimplestructurelightoverallweighthighpowerdensityacteristics.InthispaperBasedondoubletwostrokedieseldirectoppositescavengingprocessflowacteristicsoftheengineestablishedscavengingprocessthreedime

4、nsionaltransientflowcomputationalfluiddynamics(CFD)simulationmodelapplicationsoftwareAVLfireratedoperatingconditionsoftheengine(power160kWthescavengingprocessspeed2500rmin)undersimulatedtheresultsshowthattheconditionofth

5、eenginescavengingefficiencyupto96%.Throughflowatdifferenttimesonthescavengingprocessanalysiscanbeobtainedatdifferenttimesoftheenginecylindergascompositionvelocitydistributionofthecompositionsoastoprovideareliablebasisfef

6、fectivescavengingoftheenginetoimprovethequalityindertocontrolitsscavengingefficiencysweepairqualityobjectivestoprovidereferencefthedesignofhighperfmanceengineOPOC.Keywds:opposedpistonopposedcylinder(OPOC)scavengingeffici

7、encyscavengingsimulationuniflowscavenging第一章第一章緒論緒論1.1課題研究的背景及意義課題研究的背景及意義內(nèi)燃機已經(jīng)成為當今社會上最為常用的動力裝置之一，作為我們?nèi)粘Ｉ钪械闹饕獎恿υ磸陌l(fā)明發(fā)展至今已經(jīng)歷一百多年的歷史，而內(nèi)燃機所依賴的石油能源非常有限，內(nèi)燃機對環(huán)境所造成的空氣污染也成為重要的社會問題，因此對于內(nèi)燃機燃油經(jīng)濟性和排放性能越來越受到重視。隨著社會、經(jīng)濟、環(huán)境的變化，人們對內(nèi)燃機技術(shù)

8、也提出了新的要求。由此可知，面對日益增長的社會環(huán)境需求，內(nèi)燃機技術(shù)更加快速的發(fā)展具有重要意義。內(nèi)燃機從剛剛發(fā)明到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了一百多年的歷史，技術(shù)的發(fā)展使得內(nèi)燃機的動力性、經(jīng)濟性和排放性能得到了極大的提高。到現(xiàn)代仍然可以不斷的改進。內(nèi)燃機熱效率高、功率范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單、比質(zhì)量輕的優(yōu)點使其廣泛應用于工農(nóng)業(yè)、交通運輸、工程機械和發(fā)電各個領(lǐng)域，為人類社會的發(fā)展進步做出了巨大的貢獻。然而隨著經(jīng)濟的發(fā)展和內(nèi)燃機應用范圍的不斷擴大，導致全球能源危機

9、和環(huán)境污染問題的日益嚴重，當代內(nèi)燃機的發(fā)展正面臨著能源有限和環(huán)境保護的挑戰(zhàn)。時至今日，提高內(nèi)燃機燃油經(jīng)濟性和降低排放已經(jīng)成為內(nèi)燃機行業(yè)迫切需要解決的兩大問題。在這樣的背景下，對置氣缸對置活塞（OPOC）發(fā)動機應運而出。近年來，多家技術(shù)公司和研究機構(gòu)研發(fā)出對置氣缸對置活塞（OPOC）發(fā)動機。EcoMots公司是最早研發(fā)該發(fā)動機的公司之一。2010年3月，EcoMots展示了其開發(fā)的EM100對置活塞對置汽缸發(fā)動機樣機，EcoMots與Na

10、vistar、中鼎等多家公司合作在準備在2014年實現(xiàn)量產(chǎn)。TARDEC也在底特律“2008美國汽車工程學會年會暨展覽會”上展示了其研發(fā)的對置活塞對置氣缸(OPOC)發(fā)動機，阿凱提斯動力公司是另外一家美國致力于研發(fā)OPOC發(fā)動機的公司，2004年開始就已經(jīng)進行了相關(guān)商業(yè)實驗，至2011年運行了2000多個小時，該公司稱實驗結(jié)果證明：它可以滿足目前最嚴格的歐6和EPA10的排放標準，且該發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性比傳統(tǒng)柴油機高出15%，而其零部件