文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
柴油机工作过程三维数值模拟及配气相位优化研究
姓名:杨永涛
申请学位级别:硕士
专业:动力机械及工程
指导教师:李人宪
20090601
摘要西南交通大学硕士研究生学位论文第柴油机以优良的动力性和经济性在诸多行业中得到了广泛的应用。但全球能源与环境问题迫使人们不得不采取措施进一步提升其各方面的性能。改变配气正时是改善柴油机性能、提高热效率和减少有害排放的一种重要途径。柴油机功率和转速变化时,由于气流的速度和气缸内气体压力发生变化,其最佳的配气相位角也应随之改变。传统气门驱动系统通常只能保证在某一种工况下优化柴油机的性能,由于其凸轮型线始终不变,且凸轮相对位置也保持固定,所以无法在运行的过程中对气门系统进行调节,柴油机性能难以在各种工况下都达到优化,因此人们提出了可变配气相位技术。但是用传统经验计算或用纯粹实验的方法来研究配气正时不能满足现代内燃机可变配气正时技术的需要。传统经验计算方法准确性不高,通用性也较差:而实验研究方法成本高、周期长,所取得实验数据也十分有限,因此寻求经济、有效、快速的研究方法成为内燃机工作者的目标。本文以一台增压柴油机为例,利用椒ǘ云湟桓鐾暾ぷ餮方仿真计算,并通过与实验结果比较验证仿真的可靠性。在此基础之上,研究不同工况下柴油机的最佳配气正时,以满足可变配气相位技术所需的最佳配文中计算了止た鱿拢捎貌煌辔皇备啄诘拇嫫亢蜕ㄆ浚析了进气倒流和缸内存气量随进气提前角的变化规律。并且按照进气过程结束时气缸内的存气量达到最大,同时在保证冷却所需扫气量前提下使通过气门喉口的进气量为最小这一原则,计算出不同工况下的最佳进气相位值;同时还计算了止た鱿拢捎貌煌牌辔皇辈裼突蛘退鹗Ч屯瞥鏊鹗Ч的大小,分析了柴油机转速对排气相位的影响。并且,按照最佳排气相位是使得膨胀损失功和推出损失功之和最小的原则,计算出了不同工况下的最佳计算结果表明,采用优化后的配气正时,可使该柴油机指示功率提高,倒流现象减弱,排气损失降低。分析过程也表明,内燃机工作过程的析方法可以成为低场系统或非凸轮驱动系统配气正时参数确定的一个有效手段。关键词:柴油机;工作过程;有限体积法;数值模拟;配气正时气正时参数。排气相位值。·
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么笼眺小夕./.;槐C苤衉使用本授权书。吼加。胪栖存扇彳,西南交通大学学位论文版权使用授权书西南交通大学硕士研究生学位论文第页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。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位C芸冢年解密后适用本授权书;朐谝陨戏娇蚰诖颉学位论文作者签名:指导老师签名:论文。本学位论文属于
扔球涛·西南交通大学学位论文创新性声明西南交通大学硕士研究生学位论文第本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下:üD饧扑悴裼突囊桓鐾暾ぷ鞴蹋耘淦苯蟹治觥U庋以考虑柴油机缸内紊流场对进排气过程的影响,从而得出接近实际的计算结果。眉扑懔魈辶ρ方法计算出了进气过程结束后柴油机缸内的存气量和扫气量,以及排气过程柴油机的膨胀损失和推出损失。这些用传统计算方法或实验方法较难以得出的数据。っ髁四谌蓟ぷ鞴痰腃分析方法可以成为低场系统或者非凸轮驱动系统配气正时参数优化的一个有效手段。/
第绪论研究的背景和意义西南交通大学硕士研究生学位论文世界上第一台可供实用的四冲程柴油机年诞生在位于德国奥古斯堡的荆煞ü錾牡乱峁こ淌β车婪虻胰兄瞥晒ΑW源艘院螅裼突阋云淞己玫亩π院途眯缘玫焦泛的应用。经过嗄甑姆⒄梗裼突丫晌P矶嘈幸抵胁豢扇鄙俚亩力装置之一。但是随着全球能源危机和环境污染问题的日益突出,人们不得不进一步提升柴油机的工作性能。特别是进入世纪以来,世界上很多国家为了保护能源和环境,都执行了相当严格的法律法规,这就使得相关研究机构和制造商不得不加快对柴油机性能研究的步伐【伞俊只有深入了解柴油机工作过程,才能使提升柴油机的各种性能成为可能。为此,人们不断引入新技术新方法对柴油机工作过程进行实验研究或模拟计算。目前用于柴油机工作过程研究的实验装置主要有离子探针即⑷认叻缢僖即和激光测量仪括碙,蚉三类取T谑笛檠芯渴保话闶墙柴油