GDI內(nèi)燃機(jī)可燃混合氣組織方式研究.pdf

1、全球汽車(chē)保有量的快速增加所引起的能源與環(huán)境危機(jī)越來(lái)越引起了人們的重視。汽車(chē)行業(yè)為保持其發(fā)展,各大汽車(chē)廠商致力于開(kāi)發(fā)更加節(jié)能環(huán)保的汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)。目前大部分乘用車(chē)采用的動(dòng)力系統(tǒng)是汽油機(jī),汽油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性較柴油機(jī)差,降低汽油機(jī)的能耗已成為汽車(chē)行業(yè)必須要解決的問(wèn)題。開(kāi)發(fā)既具有汽油機(jī)噪聲小、顆粒排放低、低溫啟動(dòng)性及動(dòng)力性好等優(yōu)點(diǎn)又兼具柴油機(jī)功率大、燃油經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢(shì)的車(chē)用內(nèi)燃機(jī)是最主要的目標(biāo)。其中缸內(nèi)直噴(GDI)技術(shù)已成為車(chē)用汽油機(jī)主要發(fā)展趨勢(shì)

2、。GDI內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)可燃混合氣的組織是關(guān)鍵技術(shù),由于難以實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)混合氣形成過(guò)程的測(cè)量,采用CFD方法仿真計(jì)算缸內(nèi)混合氣形成過(guò)程成為重要的研究手段。本文從以下四方面仿真研究GDI內(nèi)燃機(jī)可燃混合氣的組織。
　　研究滾流氣道對(duì)組織缸內(nèi)可燃混合氣的影響。滾流氣道是在普通汽油機(jī)進(jìn)氣道的基礎(chǔ)上，增大進(jìn)氣道與氣缸軸線的夾角修改而成?；钊捎闷巾敾钊?用Pro/E建立“進(jìn)氣道-燃燒室”三維幾何模型。利用專業(yè)的內(nèi)燃機(jī)CFD軟件FIRE對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分

3、,設(shè)置求解器各參數(shù),對(duì)模型進(jìn)行模擬計(jì)算。結(jié)果表明:所設(shè)計(jì)的滾流氣道能夠形成需要的滾流,對(duì)GDI缸內(nèi)可燃混合氣的組織具有重要的作用。
　　研究噴油提前角、內(nèi)燃機(jī)工況對(duì)此滾流氣道GDI內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)可燃混合氣組織的影響。分析計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn):本文所研究的GDI內(nèi)燃機(jī)其最佳噴油提前角為46°曲軸轉(zhuǎn)角,所允許的噴油提前角范圍為36°～56°曲軸轉(zhuǎn)角。且本人設(shè)計(jì)的滾流氣道在不同的內(nèi)燃機(jī)工況下都能形成足夠強(qiáng)度的滾流,以便組織缸內(nèi)可燃混合氣。
　

4、　研究燃燒室結(jié)構(gòu)(即活塞頂面結(jié)構(gòu))對(duì)組織缸內(nèi)可燃混合氣的影響。結(jié)果表明:相對(duì)于平頂活塞,頂面既有凹坑又有凸起的活塞結(jié)構(gòu),能夠?qū)⑤^濃的可燃混合氣鎖定在火花塞周?chē)?其它區(qū)域?yàn)橹鸩阶兿〉幕旌蠚?實(shí)現(xiàn)GDI汽油機(jī)的分層燃燒,提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
　　研究工況變化對(duì)GDI內(nèi)燃機(jī)的可燃混合氣形成的影響。結(jié)果表明:對(duì)于特殊活塞頂面結(jié)構(gòu)的燃燒室形式,在低轉(zhuǎn)速小負(fù)荷及高轉(zhuǎn)速全負(fù)荷工況下都能較好地組織缸內(nèi)可燃混合氣。各種工況下均可把最優(yōu)點(diǎn)火提前角控制在8