船用二冲程柴油机扫气过程流场仿真研究

利用三维计算流体力学（computational fluid dynamics, CFD）仿真软件,用数值模拟的方法研究了某型二冲程船用柴油机在不同扫气口仰角与径向倾角下的扫气过程,得到了扫气过程中各时刻气缸内气体的速度矢量图与废气浓度分布图,分析了不同扫气口径向倾角与仰角对扫气过程效果的影响。结果表明：扫气口径向倾角增大时,涡流比增大,气缸中心处废气清扫效果变差,而缸壁附近处废气清扫效果变好;径向倾角较小时情况则与之相反。扫气口仰角增大时,涡流比基本不变,吹扫活塞凹坑处废气效果变差,但整体扫气效率升高。     

二冲程柴油机设计参数对扫气过程的影响

利用多维数值模拟方法,对二冲程柴油机倒拖情况下的进、排气过程进行模拟,研究转速变化、进气口仰角变化对扫气过程的影响。     

对置二冲程柴油机扫气口参数对扫气过程的影响

通过分析扫气口高度、圆周利用率、气口径向倾角等参数对对置二冲程柴油机扫气过程的影响,建立了基于GT-Power的一维仿真模型,研究分析了扫气口高度、圆周利用率变化对发动机扫气过程的影响;同时建立基于AVL-FIRE的对置二冲程柴油机扫气过程CFD仿真模型,研究了气口径向倾角变化对发动机扫气过程的影响。研究结果表明:扫气过程中,扫气流量主要受扫气口开启面积大小的影响,并随着扫气口开启面积的增大而增大;适当的扫气口倾角能促进扫气过程中的新鲜充量和废气的分层,但是扫气倾角太大容易导致气缸中心空气密度低,残余废气易聚集难以排出气缸;当扫气倾角为20°时扫气效率最大。     

二冲程船用柴油机稳态扫气流动特性

设计了一台船用柴油机稳态扫气光学试验装置,用以研究低速二冲程船用柴油机的扫气过程.利用立体粒子图像测速技术对不同参数下的缸内扫气流场进行了研究.结果表明:随着扫气口径向切角的增大,平均涡心位置与气缸轴线的偏离增大,涡流强度有所增强,气流的轴向速度呈现先增大后减小的趋势;随着扫气口开度的减小,涡心附近的轴向速度先有所增大,当扫气口开度降低到25%时,轴向速度大幅度减小,并出现回流现象.为通过流场评估扫气性能,提出了"扫气非均匀性系数".试验发现在扫气口径向切角为15°及20°时扫气性能较好,此外,扫气口开度对扫气性能的影响仅体现在扫气口开度较小时,此时在扫气口附近的轴向速度均匀性差,影响扫气性能.     

双对置二冲程增压柴油机变工况扫气研究

建立基于avl_boost的对置二冲程柴油机一维仿真模型,应用简化增压器模型分析了目标发动机性能的增压,得到不同转速下的进排气压力边界。在一维计算数据的基础上,建立avl_fire三维模型,在不同转速下进行扫气过程仿真,对比进排气压差对该柴油机扫气的影响。结果表明,高速时,进排气压差对扫气过程的影响较大,而低速时,压力差对扫气的影响较小,压力差过大或过小都会降低扫气效率。     

变工况条件对船用二冲程低速柴油机扫气过程的影响

在船用二冲程低速柴油机中,扫气过程的优劣直接关系到发动机的各项特性,在前期研究中主要以扫气口结构为主要研究方向,但发动机循环是一个瞬变的动态过程,因此需要针对扫气过程的不同阶段及不同环境因素开展性能分析,以便在扫气全过程内改善扫气性能.本研究基于扫气流动试验台,通过三维激光粒子测速系统,对不同工况条件下的稳态扫气过程进...     

二冲程汽油机扫气过程多维数值模拟及扫气系统优化设计

本文采用多维数值模拟方法对二冲程发动机的扫气过程进行优化。对原型机(小型HS-510航空发动机)的扫气过程数值模拟发现：在缸内存在环流和涡流。环流在贴近气缸附近较强，可以将废气排出气缸；而在气缸中部较弱，难以将废气彻底排出。涡流的存在则降低了发动机的扫气效率。原型机的扫气过程同理想的扫气过程相比有相当大的差距。在原型机扫气过程数值模拟的基础上，改进扫气系统设计，将扫气口由原来的两个增加到五个。对改型机数值模拟发现缸内没有形成涡流。计算和试验结果表明发动机的扫气效率得到了提高，且发动机的功率提高11％。     

二冲程回流扫气柴油机气缸盖上表面形状初探

本文从E150柴油机气缸盖上表面为平顶、凸顶、凹顶的研究中,认为凹顶气缸盖最佳。     

对置活塞二冲程柴油机扫气系统优化方法研究

分析了对置二冲程柴油机扫气系统参数对发动机工作过程特征参数的影响规律,分别提出了以扫气效率为优化目标和以平均指示压力(IMEP)为优化目标的优化函数。结合正交优化方法,优化计算并对比分析不同优化函数的优缺点。研究结果表明:IMEP可有效地兼顾扫气系统参数对扫气效率与发动机指示热效率的影响,更适合作为对置二冲程柴油机扫气系统优化目标。优化结果显示:扫气口宽度比为0.85,排气口宽度比为0.6,扫气口高度为22mm,排气口高度为29mm,扫气口倾角为10°时发动机IMEP达到最优值。     

二冲程发动机扫气过程试验方法的研究

在Ａ．Ｊａｎｔｅｆ二冲程发动机扫气性能评价方法－－“扫气图”方法的基础同种准稳定流动模型试验的新方法，用“时均流量”评价扫气性能的品质。经过在１５Ａ型和５０Ａ型摩托车发动机上的实机试验，证明了这是一种较好的测试和评价方法。     

船用二冲程柴油机鼓风机扫气模型与切换规律研究

针对船用7K90MC-C低速二冲程柴油机进行了鼓风机匹配和切换规律的研究。建立了二冲程柴油机与鼓风机仿真模型,着重研究了扫气模型的选取。通过试验校核,验证了计算结果的正确性。对2台鼓风机全开时切换规律的研究表明:柴油机负荷增加时鼓风机应在41%负荷左右关闭,柴油机负荷降低时鼓风机应在35%负荷左右打开,可以保证控制扫气量和热负荷的需要。     

新的二冲程发动机扫气模型

至今,对二冲程发动机扫气模型的研究表明,只有一个参量或参量为零的模型的研究结果与试验结果不符。本文推荐一种含有二个参量的模型。这种模型是在本森模型的基础上加上一个所谓废气死区发展而成的。这种模型可以包括所有的试验曲线,而且它能够把各种几何形状的气口同两个不同的扫气质量参数结合起来。这样就可建立一张图谱,把气缸内的新气数量同供气量及气口的几何形状联系起来。文章还列举了一些应用实例。     

测量和评价二冲程发动机扫气过程的新方法

众所周知,二冲程发动机的扫气质量对其性能,特别是扭矩变化、最大功率、燃油消耗率以及有害物质的排放具有决定性的影响.对于用新鲜混合气扫气的普通回流扫气来讲,对扫气系统正确工作的要求可概括表述如下:(1)沿着燃烧室方向产生的气流(扫气流)应该处在气缸内受逆流影响最小的地方;     

二冲程汽油机扫气过程的CFD模拟计算与试验

本文用CFD软件对1E40F小型汽油机的扫气过程进行模拟,研究了气道结构参数对扫气过程的影响,特别是对回流扫气的影响,由试验结果可以看出,发动机在动力性能、经济性能、排放性能上都有很大改善,尤其在排放性能上,改善最大.因此,用计算机模拟可以定性地改善二冲程汽油机的工作过程,为解决二冲程汽油机的排放问题提供理论依据.     

分层扫气二冲程汽油机换气过程的数值模拟

本文对分层扫气二冲程汽油机的换气过程，储气道内压力波及稳定工况下化油器主、怠速系的供油特性进行了数值模拟，阐明了分层扫气汽油机给气比、空燃比和纯空气百分比的变化规律，并通过试验验证了模拟计算的正确性。     

分层扫气二冲程汽油机换气过程的数值模拟

本文对分层扫气二冲程汽油机的换气过程，储气道内压力波及稳定工况下化油器主、怠速系的供油特性进行了数值模拟，阐明了分层扫气汽油机给气比、空燃比和纯空气百分比的变化规律，并通过试验验证了模拟计处计算的正确性。     

改善二冲程汽油机扫气过程以提高效率和净化燃烧

改善二冲程汽油机扫气过程以提高效率和净化燃烧１前言曲轴箱扫气式二冲程汽油扫气漏失率过大，不仅会导致燃料经济性的恶化，而且成为排气中ＨＣ浓度大幅度增大的原因。近年来，由于采用缸内喷射和排气催化剂以及控制排气时面值等可改善上述缺点，因此，现在已经重新认识...     

双对置二冲程柴油机不同扫气口结构对燃烧过程的影响

压燃式内燃机的燃烧过程主要受喷油策略和缸内气流运动的影响,而对于双对置二冲程柴油机来说,缸内气流运动的强弱主要受扫气口角度的影响。我们利用软件建立了双对置二冲程柴油机的整个工作循环,仿真分析了两种AVL-FIRE不同的扫气口角度对燃烧过程的影响,得出了两种方案在整个工作过程中的p-V曲线。结果表明,增加扫气口角度可在一定程度上加快喷油雾化过程,并使得可燃混合气在缸内分布更加均匀,而燃烧所爆发的压力与温度更大,且爆发相位更接近于活塞上止点位置。     

对置式液压自由活塞发动机扫气过程的仿真

根据所开发的对置式液压自由活塞发动机样机的基本参数,基于AVL FIRE平台建立了缸内流场的三维仿真模型.分析了扫气口几何参数、活塞下止点停留时间对扫气过程的影响,探讨了利用扫气口几何参数实现缸内混合气分层的方法.结果表明:扫气口径向夹角为5°时,扫气效率和扫气捕获率都达到最大值;随着活塞下止点停留时间的加长,扫气效率呈现先提高再稳定的过程,扫气捕获率则随停留时间的加长而单调下降;采用较大的扫气口径向夹角,可以在压缩上止点附近,实现缸内轴心处废气浓度高、外围废气浓度低的分层分布.