畢業(yè)設計（論文）-發(fā)動機缸內燃燒影響因素分析研究

1、中北大學2010屆畢業(yè)設計說明書第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燃機的誕生已有一百多年的歷史。經(jīng)過長期不斷的改進和提高，內燃機已經(jīng)成為一種比較成熟、完善的動力機械。由于它的熱效率較高、適應性好、結構緊湊等優(yōu)點而在車輛、船舶、工程機械等領域內取得了廣泛應用，發(fā)揮著日益巨大的作用。為了節(jié)約能源，應對全球性的石油危機，內燃機經(jīng)濟性能的提高和新燃料的應用研究日益受到重視。為了保護環(huán)境，降低大氣污染，對

2、內燃機有害排放指標和噪聲的限制也越來越高，這些都對內燃機的工作過程提出了更加嚴格的要求[1]。燃燒過程對內燃機性能影響的重要性是眾所周知的。它是內燃機工作循環(huán)的中心環(huán)節(jié)，它與內燃機的基本運行參數(shù)，如功率、效率和排放等直接關聯(lián)。長期以來，由于燃燒過程的復雜性，燃燒過程只能借助于實驗進行研究，這種研究方法不僅要受到實驗條件、測試技術、實驗儀器精度等的限制，而且有時根本無法完成，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，利用計算機建立各種科學的數(shù)學計算模型，進行缸內過程的三維數(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)學模型，不僅有助于分析理解燃燒機理，還可以對內燃機性能進行預測研究，改變各種結構參數(shù)和運行參數(shù)，為新發(fā)動機的優(yōu)化設計和舊發(fā)動機性能改善提供指導，從而簡化實驗工作，縮短研制周期，為內燃機研究工作的開展提供了一個更為廣闊的發(fā)展平臺[4]?；谶@種情況，本文對發(fā)動機工作過程作接近實際的模擬，建立了一個適合

4、汽油機工作過程計算的準維湍流燃燒模型。1.2內燃機燃燒模型的國內外現(xiàn)狀內燃機燃燒模型的國內外現(xiàn)狀以流體力學、傳熱傳質學、化學反應動力學、燃燒理論和計算數(shù)學為基礎，以高速大容量計算機為主要工具，通過計算手段來探索自然界、工程實際和社會生活中各種燃燒現(xiàn)象的機理，研究各種燃燒系統(tǒng)和裝置中燃燒過程的規(guī)律和特點，從而實現(xiàn)對各種燃燒現(xiàn)象進行準確的分析和預測。內燃機燃燒數(shù)值模擬方法已成為內燃機系統(tǒng)的研究、設計和優(yōu)化的一個強有力的工具[5]。從上個世紀

5、40年代以來，對于燃燒模型的研究逐漸開展并提出了各種內燃機中北大學2010屆畢業(yè)設計說明書第3頁共46頁型、缸內傳熱模型等。(2)根據(jù)汽油機的實際運行場合，在發(fā)動機試驗臺上進行試驗，并測得模型計算所需的初始數(shù)據(jù)和對模型進行驗證的示功圖。(3)利用建立的模型對汽油機的燃燒過程進行數(shù)值計算，用實驗結果進行驗證。在通過試驗驗證后的模型的基礎上，計算缸內的湍流參數(shù)，并研究轉速、負荷、壓縮比、配氣相位等對參數(shù)的影響。(4)通過分析得出燃燒過程中的