畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒影響因素分析研究

1、中北大學(xué)2010屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第1頁共46頁1.1.緒論緒論1.11.1研究的目的和意義研究的目的和意義內(nèi)燃機(jī)的誕生已有一百多年的歷史。經(jīng)過長期不斷的改進(jìn)和提高，內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)成為一種比較成熟、完善的動(dòng)力機(jī)械。由于它的熱效率較高、適應(yīng)性好、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)而在車輛、船舶、工程機(jī)械等領(lǐng)域內(nèi)取得了廣泛應(yīng)用，發(fā)揮著日益巨大的作用。為了節(jié)約能源，應(yīng)對(duì)全球性的石油危機(jī)，內(nèi)燃機(jī)經(jīng)濟(jì)性能的提高和新燃料的應(yīng)用研究日益受到重視。為了保護(hù)環(huán)境，降低大氣污染，對(duì)

2、內(nèi)燃機(jī)有害排放指標(biāo)和噪聲的限制也越來越高，這些都對(duì)內(nèi)燃機(jī)的工作過程提出了更加嚴(yán)格的要求[1]。燃燒過程對(duì)內(nèi)燃機(jī)性能影響的重要性是眾所周知的。它是內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)的中心環(huán)節(jié)，它與內(nèi)燃機(jī)的基本運(yùn)行參數(shù)，如功率、效率和排放等直接關(guān)聯(lián)。長期以來，由于燃燒過程的復(fù)雜性，燃燒過程只能借助于實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，這種研究方法不僅要受到實(shí)驗(yàn)條件、測(cè)試技術(shù)、實(shí)驗(yàn)儀器精度等的限制，而且有時(shí)根本無法完成，這就給研究燃燒過程帶來了很大的局限性[12]。隨著高速CPU、大

3、容量硬盤的不斷問世和飛速發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)建立各種科學(xué)的數(shù)學(xué)計(jì)算模型，進(jìn)行缸內(nèi)過程的三維數(shù)值模擬成為可能[3]。利用數(shù)值模擬，借助較為完善的數(shù)學(xué)模型，不僅有助于分析理解燃燒機(jī)理，還可以對(duì)內(nèi)燃機(jī)性能進(jìn)行預(yù)測(cè)研究，改變各種結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，為新發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和舊發(fā)動(dòng)機(jī)性能改善提供指導(dǎo)，從而簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)工作，縮短研制周期，為內(nèi)燃機(jī)研究工作的開展提供了一個(gè)更為廣闊的發(fā)展平臺(tái)[4]?；谶@種情況，本文對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程作接近實(shí)際的模擬，建立了一個(gè)適合

4、汽油機(jī)工作過程計(jì)算的準(zhǔn)維湍流燃燒模型。1.2內(nèi)燃機(jī)燃燒模型的國內(nèi)外現(xiàn)狀內(nèi)燃機(jī)燃燒模型的國內(nèi)外現(xiàn)狀以流體力學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、燃燒理論和計(jì)算數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，以高速大容量計(jì)算機(jī)為主要工具，通過計(jì)算手段來探索自然界、工程實(shí)際和社會(huì)生活中各種燃燒現(xiàn)象的機(jī)理，研究各種燃燒系統(tǒng)和裝置中燃燒過程的規(guī)律和特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各種燃燒現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和預(yù)測(cè)。內(nèi)燃機(jī)燃燒數(shù)值模擬方法已成為內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)和優(yōu)化的一個(gè)強(qiáng)有力的工具[5]。從上個(gè)世紀(jì)

5、40年代以來，對(duì)于燃燒模型的研究逐漸開展并提出了各種內(nèi)燃機(jī)中北大學(xué)2010屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第3頁共46頁型、缸內(nèi)傳熱模型等。(2)根據(jù)汽油機(jī)的實(shí)際運(yùn)行場(chǎng)合，在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)，并測(cè)得模型計(jì)算所需的初始數(shù)據(jù)和對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證的示功圖。(3)利用建立的模型對(duì)汽油機(jī)的燃燒過程進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，用實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。在通過試驗(yàn)驗(yàn)證后的模型的基礎(chǔ)上，計(jì)算缸內(nèi)的湍流參數(shù)，并研究轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、壓縮比、配氣相位等對(duì)參數(shù)的影響。(4)通過分析得出燃燒過程中的