航空活塞發(fā)動機燃燒過程和特性的模擬研究.pdf

1、對內燃機燃燒過程和特性的研究一直是活塞發(fā)動機研究的重點。通過對航空活塞發(fā)動機燃燒過程和特性的模擬研究，不僅有助理解燃燒機理，還可以對內燃機性能進行預測；并且通過改變各種運行參數，可以對新發(fā)動機的預研設計以及舊發(fā)動機的性能改善提供指導。
　　本文的研究工作源于一個在四沖程汽油航空活塞發(fā)動機的基礎上研發(fā)煤油航空活塞發(fā)動機的項目。本文主要針對汽油機與煤油機燃燒過程和特性進行三維模擬研究。并通過改變主要運行參數為改善原型機的動力性能以及煤

2、油機的預研設計提供理論指導。
　　主要研究工作可分為以下幾個方面：
　　首先，為開展相關的數值模擬研究，建立了包括進氣道、燃燒室、排氣道的三維幾何模型。利用了動網格技術實現(xiàn)了活塞與氣門的運動，最終建立了適用于研究內燃機燃燒過程和特性的三維CFD仿真模型，并對模型的有效性進行了試驗驗證。
　　其次，為進一步提高原機的動力性能，針對雙火花塞位置提出了的三種優(yōu)化布置方案，以動力性和可行性為原則選出了最優(yōu)方案。在進氣溫度不變的

3、情況下，提高進氣壓力，可以有效提高發(fā)動機的動力性，缸內最大爆發(fā)壓力與進氣壓力有近似線性的關系，但進氣壓力的提高要考慮壓力升高率增大帶來的不利影響；過量空氣系數為1時，發(fā)動機的動力性最強，所以在噴油標定時，可以選擇過量空氣系數為1進行標定。
　　在此基礎上，對正常熱工況條件下發(fā)動機燃用汽油與煤油的燃燒過程和特性進行了對比分析。結果顯示：在同樣的質量流量邊界條件下，煤油的平均燃燒速率要小于汽油，并且滯燃期更長，該發(fā)動機直接燃用煤油，做