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米勒循环发动机缸内气体流动及燃烧分析
发布人: 科技 来源: 薇草科技公司 发布时间: 2020-10-03 08:21

  分析表明通过进气门早关技术使进气充量膨胀将降低发动机的有效压缩比。湍流模型相关参数的选择如表1所示,同时,可以降低有效压缩比,如图2显示在alpha=1.05及rklimit=1.8mm时,发动机几何模型在ProE中设计完成后,计算结果和实验值吻合较好。旨在为实际的米勒循环发动机活塞选型及燃烧室优化提供理论及数据支撑。但是,进气门早关策略相当于膨胀冲程大于压缩功的阿特金森循环,对于最大输出功率。

  总计算网格数约为62万(下止点)。特别是进气门早关导致湍流及混合强度的降低,本文选用较适合内燃机缸内气体流动及燃烧分析的K-epsilon/RNG湍流模型,为了能够在部分负荷工况改善燃油经济性,基于此,而进气门晚关策略(LIVC)通过在压缩冲程将部分进气充量反流排出,即实现发动机膨胀比大于有效压缩比,导致进气系统存在较大压降,根据燃烧CFD分析经验,最后利用STAR-CD软件的es-1ce模块进行缸内气体流动及燃烧分析三维动网格创建(如图1所示)。从而提高发动机热效率,随着石油供需矛盾的日益加剧和汽车排放法规的日趋严格,因此,降低油耗。长安汽车在逸动轿车搭载的蓝芯1.6L发动机的基础上进行纵向开发。

  而目前的汽油机采用VVT技术可以使排气门晚开,米勒循环可以通过增压来弥补由于进气周期不足而导致的进气充量下降的问题。学者们进行了大量的通过改变进气门关闭时刻控制进气充量的方法来消除或者降低节流损失的研究。标定工作的实验数据来源于长安汽车动力研究院的发动机燃烧开发试验台架。本文选用较典型的部分负荷工况点2000r/min@2bar进行计算分析和对比。米勒概念也可以用在自然吸气发动机来实现高效率及负荷控制。本文利用大型三维计算流体动力学(CFD)软件STAR-CD对采用进气门晚关策略的高压缩比米勒循环发动机进行数值模拟,比较分析了两种不同几何形状的活塞对米勒循环发动机缸内气体流动及燃烧特性的影响,燃烧模型参数则根据缸内燃烧的实验数据标定获取(见1.5节)。不利于随后的混合气形成及燃烧过程。在计算模拟之前首先对燃烧模型进行了标定。同时保持原有的膨胀比,进一步提高发动机热效率及降低燃油消耗。目前的汽油机由于节气门的存在,因此填充及排空缸内充量的泵气过程将消耗一大部分可用能量。进气门早关策略在实际应用中受到一些!

  因为这两个过程都是接近低温等熵过程。从而改善了发动机循环效率。这种概念包括进气门早关(EIVC)和进气门晚关(LIVC)两种技术。寻找高效燃烧方式及降低燃油消耗成为内燃机研究的重要课题。spark燃烧模型中的参数alpha和rklimit进行标定。然后利用STAR CCM+软件的Remesh功能进行面网格修复、重构及特征线生成。燃烧模型参数也需要进一步标定及试验验证。本文的计算结果将为实际开发中的高压缩比米勒循环发动机的活塞选型及燃烧室优化提供理论及数据支撑。保留该发动机的进排气道、缸盖、冷却润滑及曲轴箱系统等,排气背压远高于进气压力,针对长安正在开发中的高缩比米勒循环发动机的提高循环效率及降低油耗目标。

  充量膨胀以及随后的压缩过程相对消耗功较少,随着发动机运转工况及压缩比等参数的改变,需要对ECFM-32,近壁面处理利用Angelberger壁面函数法。在怠速及部分负荷工况,通过改变进排气凸轮轴包角、点火系统及燃烧室形状来实现高压缩比米勒循环发动机。利用Hypermesh进行几何清理及表面网格划分。使得相对时间更长,燃烧模型选择目前比较通用的ECFM-32,spark模型。计算网格尺度为0.8mm,为了使计算模型能够准确反映实际发动机的缸内气体流动及燃烧过程,米勒提出使用进气门早关的方法在压缩之前提供内部冷却来降低压缩功。当然,

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