文档介绍：江苏大学
硕士学位论文
柴油机气道性能的数值模拟及四气门进气道设计
姓名:夏开彦
申请学位级别:硕士
专业:动力机械及工程
指导教师:孙平
20070526
摘要随着对发动机的动力性、经济性和减少尾气排放的要求不断提高,发动机气道的设计经历了从经验设计到计算机辅助设计的过程,现代的发动机气道设计进入一个全新的时代:用际踅衅滥P偷脑煨停缓罄肅技术进行气道性能模拟,达到设计要求后进行加工,再利用气道稳流试验台进行检验。发动机的现代气道设计可以实现参数化设计,方便地对气道进行改进、优化。本文对两气门柴油机的螺旋进气道,采用D饧际鹾捅溲共气道稳流试验方法对性能参数进行研究;随着多气门技术越来越多地应用到发动机产品中,本文设计了四气门柴油机进气道布置方案,并利用模拟技术模拟了气道的性能参数和缸内流场。本文的主要工作如下:辛宋攘髌朗匝樘鞫匦缘氖的D猓粤魍ㄏ凳臀辛鞅燃扑憬果进行比较;对比分析了分别采用缢僖呛虯风速仪的气道特性参数的差异,分析表明:流动系数相近,辛鞅冉螦涡流比高。辛薡两气门柴油机的螺旋气道特性三维数值模拟,分析了内部流场,研究了气道结构参数对流动的影响;进行了裼突赖奈攘魇匝椋试验数据与模拟结果具有良好的一致性。芯苛怂钠欧⒍钠赘巧杓品桨负徒牌啦贾眯问剑治隽私峁设计对气道的流通系数和涡流比的影响;确定了四气门柴油机螺旋气道和切向气道的布置方案;对该设计方案的四气门柴油机进行了气道及缸内流场的三维数值模拟,得到了螺旋进气道单独开和两进气道全开状态下的气道性能参数。肅技术对结构改进后的气道进行模拟,对比改进前后气道特性;针对气道生产过程中可能产生的偏差,如偏心距、倾斜及两气道相对夹角变化等对气道性能产生的影响,利用D饨辛朔治觯芯拷峁云澜峁沟挠呕和生产质量控制具有指导作用。关键字:柴油机螺旋气道切向气道气道稳流试验台江苏大学硕士学位论文
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学位论文作者躲州闟虏湃不保密西学位论文版权使用授权书辏络嫒本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口,在年解密后适用本授权书。本学位论文属于指导教师签名:
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柴油机气道设计概论第一章绪论柴油机进气道设计的优劣直接影响柴油机的功率、油耗、排放和噪声等主要性能指标。柴油机的缸内空气运动形式有涡流、挤流和滚流等,涡流是指在垂直气缸或燃烧室轴线的平面内旋转的流体运动,各点围绕涡心以等角速度旋转的涡称为刚性涡;涡流流动的切向速度随半径的增大而减小时称为势涡】,燃烧室内的涡流可以促进油气的混合。进气涡流是利用进气道来形成的,对柴油机而言,良好的缸内气流运动可以促进燃烧过程中空气与燃油的混合,提高燃烧速率。获得气流运动、喷油与燃烧室三者之间的理想配合,是未来技术追求的重点之一。中小型高速直喷式柴油机常利用螺旋进气道来产生适当的进气涡流以促进燃料与空气的混合,改善其燃烧过程。进气道外形属于自由型曲面,难于用传统的画法几何来表达,长期以来,进气道设计都是用手工塑造一个气道模型,脱模后在稳流气道实验台上进行性能实验,经反复修改、试验合格后,获得生产上用的气道模型和气道芯盒,根据模型绘制的二维图形仅供设计和生产参考。近年来,由于计算机科学和计算软件的迅速发展,国内外已经把疌技术引入柴油机进气道研制过程中,利用计算流体动力学砸的D饧际跄D馄篮透啄谄辶鞫扑闫赖奶匦圆数,缩短了气道的设计周期,提高了气道的性能。.,改善其燃烧过程。进气产生的涡流对内燃机的性能和排放有着重要的影响,涡流增加了油气混合的速率,并通过与压缩挤流的相互作用来调整流动结构,提高燃烧室内湍流水平【B菪啦目掌辛魍ü匀剂嫌肟气混合速率的作用,而对燃烧过程有着最直接和最明显的影响。因此,提供尽可能大的流量系数,并能够产生合适的涡流比的进气道是柴油机研究的重要任务之江苏大学硕士学位论文
墓埂龃腿—戮嘲雌慨螺旋进气道形成一定强度的涡流后,要达到与油、气及燃烧室的最佳匹配,不足或过高