對(duì)置氣缸對(duì)置活塞(opoc)掃氣效率研究-畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、摘要對(duì)置氣缸對(duì)置活塞(OPOC)二沖程柴油機(jī)是一種不同于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的新型內(nèi)燃機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、總體輕量化、功率密度高等特點(diǎn)。本文基于雙對(duì)置二沖程柴油機(jī)直流掃氣過(guò)程流動(dòng)特點(diǎn)，建立了該發(fā)動(dòng)機(jī)掃氣過(guò)程瞬態(tài)流動(dòng)三維計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)仿真模型應(yīng)用AVLFIRE軟件對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)額定工況(功率160kW，轉(zhuǎn)速2500rmin)下的掃氣過(guò)程進(jìn)行了仿真研究結(jié)果顯示該工況下發(fā)動(dòng)機(jī)掃氣效率可達(dá)96%。通過(guò)對(duì)掃氣過(guò)程不同時(shí)刻流場(chǎng)分析，可以得到發(fā)動(dòng)機(jī)不同時(shí)刻

2、缸內(nèi)氣體組成成分和運(yùn)動(dòng)速度分布規(guī)律，從而為有效提高該發(fā)動(dòng)機(jī)掃氣質(zhì)量提供可靠的依據(jù)，以達(dá)到控制其掃氣效率和掃氣質(zhì)量的目標(biāo)，為高性能OPOC發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：對(duì)置氣缸對(duì)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(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)上最為常用的動(dòng)力裝置之一，作為我們?nèi)粘Ｉ钪械闹饕獎(jiǎng)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(jī)所依賴的石油能源非常有限，內(nèi)燃機(jī)對(duì)環(huán)境所造成的空氣污染也成為重要的社會(huì)問(wèn)題，因此對(duì)于內(nèi)燃機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能越來(lái)越受到重視。隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的變化，人們對(duì)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)

8、也提出了新的要求。由此可知，面對(duì)日益增長(zhǎng)的社會(huì)環(huán)境需求，內(nèi)燃機(jī)技術(shù)更加快速的發(fā)展具有重要意義。內(nèi)燃機(jī)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(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)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(jìn)。內(nèi)燃機(jī)熱效率高、功率范圍廣、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、比質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)使其廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、工程機(jī)械和發(fā)電各個(gè)領(lǐng)域，為人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步做出了巨大的貢獻(xiàn)。然而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致全球能源危機(jī)

9、和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，當(dāng)代內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展正面臨著能源有限和環(huán)境保護(hù)的挑戰(zhàn)。時(shí)至今日，提高內(nèi)燃機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和降低排放已經(jīng)成為內(nèi)燃機(jī)行業(yè)迫切需要解決的兩大問(wèn)題。在這樣的背景下，對(duì)置氣缸對(duì)置活塞（OPOC）發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)運(yùn)而出。近年來(lái)，多家技術(shù)公司和研究機(jī)構(gòu)研發(fā)出對(duì)置氣缸對(duì)置活塞（OPOC）發(fā)動(dòng)機(jī)。EcoMots公司是最早研發(fā)該發(fā)動(dòng)機(jī)的公司之一。2010年3月，EcoMots展示了其開(kāi)發(fā)的EM100對(duì)置活塞對(duì)置汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)樣機(jī)，EcoMots與Na

10、vistar、中鼎等多家公司合作在準(zhǔn)備在2014年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。TARDEC也在底特律“2008美國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)暨展覽會(huì)”上展示了其研發(fā)的對(duì)置活塞對(duì)置氣缸(OPOC)發(fā)動(dòng)機(jī)，阿凱提斯動(dòng)力公司是另外一家美國(guó)致力于研發(fā)OPOC發(fā)動(dòng)機(jī)的公司，2004年開(kāi)始就已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)商業(yè)實(shí)驗(yàn)，至2011年運(yùn)行了2000多個(gè)小時(shí)，該公司稱實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：它可以滿足目前最嚴(yán)格的歐6和EPA10的排放標(biāo)準(zhǔn)，且該發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性比傳統(tǒng)柴油機(jī)高出15%，而其零部件