切向进气道发动机缸内流场三维瞬态数值模拟

以动态网格技术为基础,采用三维、可压、黏性、湍流模型,应用控制容积法,对切向进气道发动机进气系统三维流场特性进行了瞬态数值研究。研究发现,在进气过程的初始阶段,缸内始终存在一对旋涡,并且沿气缸轴线向下缸内流体出现逐步融合的趋势;随着曲轴转角进一步增大,约在100°CA时缸内靠近活塞的横截面上出现单旋涡;在140°CA时,缸内横截面上大部分都只有单旋涡存在,只在靠近缸盖的横截面上有一个面积较大的主旋涡和一个面积很小的旋涡;当曲轴转角进一步增大,缸内仅存在一个单旋涡,流场压力趋于均匀。采用三维瞬态数值计算可获得稳态计算和试验难以得到的进气系统三维流场流动规律,为进气系统的优化设计提供可靠依据。     

气道稳流试验的变压差试验分析

用变压差试验方法测量了6108发动机缸盖进气道的流动特性。试验全过程不需要随时调节模拟气缸内的压差为恒定值。确定气门最大升程时模拟气缸内的初始压差后，就可采集试验中的流量和涡流转速等参数。随着气门升程变小，模拟缸内的压差自由增大。试验结果与恒压差试验相同，同样可以得到Ricardo和FEV计算方法的平均流量系数和涡流比。测量精度符合要求，操作程序简单可靠，易于实现气道稳流试验的全自动化。     

双进气道柴油机丝线法可视化稳流测试及缸内气流运动特性分析

搭建基于丝线法的发动机可视化气道稳流实验台,对气缸内近壁面流场进行可视化研究,同时利用CFD对气缸内近壁面气流运动进行了数值模拟,并将实验结果与模拟结果进行相互验证。结果表明:在稳流条件下,气缸壁面的丝线运动可直观体现缸内近壁面气流运动情况。气缸近壁面丝线运动方向受到螺旋气道产生的涡流作用,使丝线运动方向与涡流方向一致。切向气道侧近壁面流场在切向气道内气流和涡流运动的共同作用下,其气流速度最大,相应地此处的丝线摆动角度也最大。气门升程为8和12 mm时,丝线摆动角度分别为110°和90°。缸内瞬态流场存在涡流和滚流运动,但很快合并成单一的涡流运动。     

本征正交分解在发动机缸内流场拟序结构研究中的应用

本文中应用大涡模拟方法对一台四气门单缸光学发动机进行了100个连续周期冷态流场计算,计算结果通过了PIV实验验证,为缸内湍流场拟序结构的研究构建了可靠的数据库。然后应用本征正交分解方法对缸内湍流场数据库进行了深度加工,根据湍流场涡团结构含能量进行分解,有效实现了大尺度拟序结构和小尺度随机脉动涡团的分离,为研究拟序结构和其他不同尺度涡团特性提供了便利。另外,计算结果还表明,进气冲程阶段的进气射流主导着缸内早期整体流动形态,产生的大尺度拟序结构涡团在随后的过程中不断破碎成小尺度涡团,并伴随着能量级联现象的发生,之后缸内流场会逐渐趋于各向同性。     

某商用车发动机进气系统流场分析与优化改进

本课题对某商用车发动机进气系统进行流场分析与优化改进。在发动机进气系统设计中,以其进气道几何模型为基础,借鉴相关机型的气道稳流试验数据,运用计算流体动力学理论(CFD)和有关数值计算方法,对4种不同气门升程下的进气道缸内流场特性进行了计算分析。建立了评价进气道稳流特性的有关计算模型,给出了其进气流量、进气道内气流分布、不同气门升程下缸内流场特性、流量系数和涡流比等参数,为进气道性能优化、评价和再设计提供了方法和依据。并对进气系统模型进行优化,再次进行流场分析后进气系统流量系数得到提高,大幅提高了发动机进气系统的进气效率。     

火花塞对汽油机缸内湍流的影响

针对4种不同火花塞,利用三维模拟软件建立了缸内直喷汽油机的仿真计算模型,在2 000r/min冷态情况下,对缸内湍流进行了计算,得到发动机在进气冲程、压缩冲程、点火时刻气缸内及火花塞附近的流场,评价了缸内速度场、湍动能参数。结果表明:在进气初期,火花塞对周围湍动能和缸内速度场影响最大,决定了缸内初期涡团的形成以及此后缸内湍流的发展变化;随着进气门的关闭和气缸容积的增大,火花塞对缸内湍流的影响越来越小;直至活塞靠近上止点,火花塞对局部流场的影响再一次显现。采用恰当的火花塞结构,使点火位置气流处于低速且具有足够湍流强度,对点火的稳定性和火焰的传播具有深远的影响。     

气缸密封性检测与故障诊断

<正>汽车发动机的技术状况决定了其使用寿命,而气缸密封性是表征气缸组技术状况的重要参数。为了保证发动机良好的技术状况,定期检测气缸密封性显得尤为重要。本文就气缸密封性检测与故障诊断,结合实际工作,进行分析和探讨。一、气缸密封性对发动机工作的影响要想保证发动机缸内压力正常并有足够的动力输出,首先应该保证气缸密封性。汽车发动机密封结构主要包括气缸垫、气缸体、气缸盖、气门和活塞组等部件。     

内燃机进气过程缸内湍流流场的大涡模拟

为精确描述内燃机进气过程中的缸内流场动态特性,基于非结构化动网格和有限体积法,应用大涡模拟方法对1台模型发动机进气过程进行三维瞬态数值模拟研究。计算采用动态Smagorinsky亚网格尺度模型,得到缸内速度和湍流黏度分布及其随时间的变化。大涡模拟的计算结果与试验值吻合良好,与RNAS模型相比能更精确地揭示流场的瞬变结构和流动的随机特性。     

让发动机呼吸更自由 主流发动机可变气门升程技术比较

首先要明确一点,发动机的动力表现主要取决于单位时间内气缸的进气量,就好像人体心血管功能的好坏与呼吸器官有着密不可分的关系一样。气门正时控制着气门开启的时间,而气门升程则控制的是气门开启的大小。从原理上看,气门正时调整的是发动机每次呼吸的时间,而气门升程调整的则是发动机每次呼吸张口的大小。尽管二者相辅相成,但气门升程技术对发动机的贡献更为直接。     

基于非对称进气门升程技术的直喷汽油机油气混合过程的数值研究

为了深入研究非对称进气门升程技术的直喷汽油机缸内流动及油气混合过程,利用STAR-CD软件数值模拟了1 500转全负荷典型工况下发动机缸内的流动特性。对比分析了对称和非对称的进气门升程方案下,缸内的涡流比、滚流比、湍动能以及关注切面的流场分布和当量比等。结果表明:采用非对称进气门升程技术的直喷汽油机在进气和压缩冲程中除了能保持较强的滚流,还可以在缸内形成较强烈的涡流,这样使得缸内整体流动显著加强。另外,在点火时刻缸内的油气混合效果也有明显改善。     

发动机可变进气系统流动特性模拟分析与试验研究

对一1.25L单缸4气门发动机进行可变进气的改进设计,以便优化发动机的中小负荷性能.以初步设计的进气道模型为基础,建立了评价进气道稳流特性的计算模型,对不同进气模式在不同的气门升程下的进气道和缸内流场进行了模拟计算,得出了进气道内的气流分布、流量系数、涡流比和滚流比等参数,并与气道稳流试验数据进行了对比分析.     

可改善燃烧过程的涡旋气门座圈

<正> 在M.A.N.公司B和W结构系列中所有的四冲程发动机上,应用一个改进的进气道气门座圈对其缸内气流运动成功地施加了影响,气流数(气缸内空气的旋转与发动机转速的比例关系)可以明显提高。该气门座圈获有专门权,价格适中。这种新的气门座圈的优越性在于:输出状态和最大值之间的涡流数相匹     

用于研究柴油机进气涡流的水模拟测试系统

主要介绍了一个针对 115 0G单缸柴油机进气道结构的进气涡流水模拟装置和一套用于测量二维流场的激光粒子速度场仪 (PIV) ,用它们来测量旋流器在气缸内产生的涡流流场 ,目的是为研究旋流器在气缸内产生涡流的能力和涡流在缸内的发展情况。其中旋流器是作者设计的一种用于 4气门、短直气道发动机产生进气涡流的装置。     

双气门汽油机进气道气体运动特性

通过模拟计算可以在较短的时间内获得关于气缸内气体流动的详细信息,为进一步分析气道内流场及各种参数提供参考,降低新产品开发和试验周期。文章利用Fluent软件对二气门汽油机进气道的气流运动进行了三维数值模拟计算和试验分析,结果表明发动机缸内的滚流很弱,在进气门下方形成一个＂混合死角＂,不利于油气的混合,流量系数的模拟值与试验结果较接近。指出CFD技术在发动机气道气体流动的模拟中具有较高精度,可为分析气道内流场的分布及气道的改进提供可靠依据。     

LJ377MV发动机进气过程仿真

发动机进气系统的气体流动特性复杂,影响发动机的充气效率和换气损失,对发动机的动力性和经济性有重要影响,准确地模拟进气过程能为进气道的设计优化提供依据。文章以STAR—CD／CCM＋作为三维数值模拟软件,对6mm进气升程下的LJ377MV发动机的进气道一缸内的流场特性进行三维数值模拟,通过数值模拟可以比较准确而直观地了解进气道和缸内流场,为进气道结构的优化、评价、再设计以及与燃烧室的匹配提供了方法和依据。结果表明,数值模拟很好地表达了进气过程中缸内气体流动的特性,可信度较高、     

三叶片节气门与传统节气门发动机缸内流场仿真

对低气门升程下搭配有传统节气门、三叶片节气门的发动机进行台架试验,并得到了其对应的发动机万有特性图。通过建立发动机从节气门至气缸内的模型,选择目标工况点,在FLUENT里面进行了对比计算。结果表明,发动机中速高负荷时,搭载三叶片节气门的发动机比搭载传统节气门的发动机具有明显较优的缸内涡流强度、滚流强度以及湍动能,从而解释了搭载三叶片发动机的万有特性图中中速高负荷区域具有较好燃油经济性的原因。     

张兴业谈VVT-i汽油发动机

VVT-i汽油机形式多样,共同特点是尺寸小,缸内直喷、增压,分层稀薄燃烧、变压缩比、变气门升程。这种发动机燃烧效率高,排放可达欧Ⅳ和欧Ⅴ标准。据张兴业介绍.目前,丰田生产的汽油机已经全部采用VVT-i技术,并开发出双VVT-i汽油机;本田的产品也已普遍采用VVT-i技术,第8代思城的1.8L汽油机已经是第3阶段的变气门相位和变气门升程的     

发动机烧机油的预防与治理

当发动机气缸、活塞和活塞环配合间隙不当、磨损失常，或因气门导管与气门杆间隙过大，气门油封失效，即会引起发动机烧机油。发动机烧机油，不仅浪费了油料，增加了车辆的费用，而且还会使发动机运转不稳，缸内积炭增加，发动机过热，这又进一步加剧了活塞、活塞环与气缸的磨损，使发动机技术性能形成一种恶性循环。发动机烧机油还会对环境造成污染，影响人们的身心健康。因此，必须预防并及时治理发动机出现的烧机油故障。     

气缸密封性的检测方法与故障诊断

<正>汽车发动机的使用寿命是由于其技术状况所决定,其中,气缸组技术状况中最重要的一项是气缸密封性。本文结合实际工作,就气缸密封性检测与故障诊断相关问题进行探讨,希望能为汽车修理工作提供一点参考。一、气缸密封性对发动机工作的影响要想保证发动机缸内压力正常并有足够的动力输出,首先应该保证气缸密封良好。汽车发动机密封结构主要包括气缸垫、气缸体、气缸盖、气门和活塞组等部件。气缸密封性差可导致汽车加速不良,发动机起动困难甚至不能起动,车辆爬坡能力下降,很难达到最高车速,同时,出现排烟增多且有异常气味,燃油与机油消耗     

Acura RLX轿车用新型V6 3.5 L汽油机的开发

本田公司应用最新的动力总成技术“地球梦科技”,开发了1款3.5 L V6汽油机。该发动机的总体设计目标是降低二氧化碳排放,并向客户提供驾驶乐趣。“地球梦科技”的理念旨在降低排放的同时改善燃油经济性。为达到这一目标,并为用户提供驾驶乐趣,采用了三级可变气门正时及升程电控技术和可变气缸管理系统。将这种配气机构技术与缸内直接喷射技术相结合,可提升3.3%的功率,并降低燃油耗20%。为满足中型豪华轿车对噪声及振动水平的要求,开发了新型发动机悬置系统,以改善3缸运行模式的发动机振动。阐述了带可变气缸管理系统及缸内直接喷射系统的三级可变气门正时及升程电控技术、减摩技术,以及新型发动机悬置系统的结构及优势。