CNG发动机工作过程数值模拟

发布时间：2017-05-11 19:17

  本文关键词：CNG发动机工作过程数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：数值计算和实验研究是当今内燃机研究发展的两大支柱。内燃机的性能与排放特性主要由进气流动、缸内混合和燃烧过程间复杂的相互作用所决定。由于缸内温度及混合物成分都随空间及时间发生变化，传统的发动机测试只能提供有限的信息。 本文采用AVL BOOST、AVL FIRE软件对某CNG发动机分别进行了整个工作过程的一维和三维数值模拟计算，详细的描述了缸内流动过程、燃烧过程，分析了各参数对发动机性能与排放的影响。主要研究工作包括： (1)用BOOST软件建立了该CNG发动机的整机模型，宏观上描述整个发动机的热力学过程，并通过全负荷下的速度特性试验验证该模型的正确性。在此基础上，改变压缩比、点火提前角和配气正时，通过性能计算，分析这些参数对CNG发动机性能的影响，并提出相关改进意见。 (2)用FIRE软件建立了0～720°CA该CNG发动机进气道．气缸．排气道部分的三维动态网格，选择合适的边界条件类型和计算模型，计算达到良好的收敛效果。根据计算结果，对CNG发动机缸内流场、温度场、燃烧产物的分布进行较全面的描述，对存在的细节问题提出了改进意见。并在此计算的基础上，对一些特征工况点的热负荷程度和爆燃倾向做出了评价，为试验提供指导。 一维计算结果表明，选择合适的压缩比、点火提前角和配气正时，可以改善缸内燃烧过程，，提高CNG发动机功率，降低燃气消耗率。由三维计算结果可知，该CNG发动机进气道存在一定缺陷，同基础机型的CNG发动机的局部最高气体温度比柴油发动机高的多，且NOx排放相对同类机型的柴油机没有很大的优势，有待改进。
【关键词】：CNG发动机 数值模拟 燃烧 排放 热负荷
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：U464
【目录】：

• 第1章 引言7-18
• 1．1 选题背景7-8
• 1．2 发动机工作过程数值模拟现状8-15
• 1．2．1 物理模型8-13
• 1．2．2 计算方法13
• 1．2．3 网格生成13-14
• 1．2．4 模拟工具14-15
• 1．3 本文的主要内容15-18
• 1．3．1 研究对象15-17
• 1．3．2 研究内容17-18
• 第2章 内燃机工作过程的计算模型18-28
• 2．1 整机工作过程模拟的计算模型18-24
• 2．1．1 缸内模型18-23
• 2．1．2 管道模型23-24
• 2．2 进气道-气缸-排气道三维模拟的计算模型24-28
• 2．2．1 流动模型24-25
• 2．2．2 燃烧模型25-26
• 2．2．3 排放模型26-28
• 第3章 数值计算方法28-32
• 3．1 概述28
• 3．2 有限体积法28-32
• 第4章 整机一维数值模拟32-48
• 4．1 建模及验证32-37
• 4．1．1 建立整机模型32-34
• 4．1．2 输入参数34-35
• 4．1．3 模型验证35-37
• 4．2 CNG发动机参数计算及分析37-48
• 4．2．1 压缩比37-40
• 4．2．2 点火提前角40-43
• 4．2．3 配气相位43-48
• 第5章 进气道-气缸-排气道的三维数值模拟48-72
• 5．1 几何模型的建立51-53
• 5．2 边界条件的定义53-55
• 5．3 计算55-56
• 5．4 三维流场特性分析56-65
• 5．4．1 进气、压缩过程流场分析56-61
• 5．4．2 燃烧过程分析61-65
• 5．5 运转因素对CNG发动机热负荷和爆燃的影响65-72
• 5．5．1 热负荷与空燃比65-68
• 5．5．2 爆燃与点火提前角68-72
• 第6章 结论与展望72-74
• 6．1 结论72-73
• 6．2 展望73-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-79
• 攻读硕士学位期间发表的论文79

【引证文献】

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本文编号：357909