柴油机螺旋进气道三维数值模拟

运用CFD软件STAR-CD对某拖拉机用柴油机螺旋进气道进行了三维数值模拟。通过模拟计算可以比较准确地得到直观的进气道和缸内流场。模拟计算的涡流比及流量系数与试验结果具有较好的一致性,并对偏差产生原因进行了分析。     

YT4135柴油机螺旋进气道设计

根据螺旋进气道模型的稳流模拟试验结果,对气道品质进行计算、分析,表明进气道品质良好,能满足YT4135 柴油机的性能要求.     

基于参数化的螺旋进气道造型

研究了应用非均匀有理B样条(NURBS)来描述气道外形的方法。结合4BV95柴油机进行了螺旋进气道三维造型设计。通过输入关键参数实现了螺旋进气道的参数化过程。利用FIRE软件对参数化前后的螺旋进气道进行了流动数值模拟,分析了结构参数对气道流动特性的影响,为气道的结构改进提供了依据。     

YSD475型柴油机螺旋进气道改进设计与试验

简述了YSD475型柴油机螺旋进气道改进设计与试验情况。试验结果表明：在气缸盖基本结构不变的条件下，通过局部改进螺旋进气道结构，涡流比的算术平均值由原来的1．840提高到3．344。柴油机在标定工况下比油耗下降7．8％，烟度下降3．69BSU；在扭矩点工况下比油耗下降15％，烟度下降3．44BSU。整机的经济性和烟度得以明显改善。     

直喷式柴油机螺旋进气道与燃烧室结构的关系

直喷式柴油机燃烧系统3要素匹配时,首先应保证燃烧室和进气道的合理匹配。为此,利用几种不同性能参数的螺旋进气道和不同结构形状的燃烧室,研究和探讨二者之间的关系。其结果表明:不同结构形状的燃烧室需与不同特性的进气道匹配,且优先考虑进气道涡流与燃烧室的合理匹配;若利用进气道综合性能系数来评价气道综合性能,尚需进一步研究。     

进气道布置对两气门柴油机进气门口空气运动的影响

在稳流模拟试验台上，利用研制的柴油机试验缸盖、气门口三维流速测量装置，用热线风速仪测量了不同进气道布置方案下的进气门口三维流场，分析了进气门口三维流场产生的缸内空气动量矩流率，揭示了进气道的布置对柴油机进气门口空气运动影响的变化规律。进气道布置角度的变化对柴油机气门口流场及动量矩流率产生很大影响。各速度的大小和切向速度分布曲线发生较大变化，并随升程的增大而更加明显；对螺旋气道的动量矩流率影响较大，随升程的增加影响增大；对切向气道的动量矩流率影响更为明显，随着升程的增加影响减小。     

TY290柴油机进气道改进

通过TY290柴油机进气道石膏模型的稳流模拟试验，对进气运的结构尺寸作了改进，提高了进气道的涡流比和平均流量系数，改善了进气道的品质和TY290柴油机的性能。     

直喷475型柴油机设计与试验研究

近年来,随着全球石油资源的日益紧缺和燃油价格持续上涨,开发新能源和节约现有能源均是广大科技工作者研究的重大课题。为此目的,本文详细介绍了运用一些最新的研究成果将475型柴油机的涡流燃烧系统设计成直喷燃烧系统的一些探索,并进行了试验研究,试验结果表明:475型柴油机直喷化后,保持其原有动力性,不仅烟度排放低,而且燃油耗得到明显降低,达到了预期的设计目标。     

直喷柴油机燃烧过程三维模拟研究

建立了直喷柴油机燃烧过程的三维燃烧模型,通过与试验数据的对比,验证了模型的可行性。并通过模型分析了直喷柴油机燃烧过程中缸内的流场、喷油颗粒与燃油组分、压力、温度、NOx及O2浓度的分布,较详细的得出缸内各参数随时间和空间的分布变化规律。     

基于Fluent的串接组合式迷宫螺旋泵数值模拟

通过Gambit完成流域的三维造型和网格划分,应用计算流体力学Fluent软件,采用多重参考系（MRF）方法,基于RNG k-ε双方程湍流模型和SIMPLEC算法,对泵内三维单相流场进行数值模拟.提出一种新型结构的迷宫螺旋泵,探讨了环槽宽度、环槽深度对新型结构泵性能的影响,确定最优设计参数,结果表明：环槽宽度、环槽深度分别为4,3 mm时泵性能最佳.通过分析模型的压力分布、速度分布、湍动能分布,研究泵内流体的流动和能量交换,对比分析2种模型泵的水力性能.分析表明：与原模型泵相比,新模型泵增压幅度和增压速率明显较大,螺旋环进口处增压速率高于螺旋环内部增压速率;转子流域内流体速度明显高于定子流域,间隙中面上存在强烈的质量和动量交换;流体增压速率与湍动强度有关,流体湍动强度越大,增压速率越大;新模型泵性能优于原模型泵,在最高工况点,扬程同比增加约3.42 m,水力效率提高约0.85%;流量大于最高工况点流量,新模型泵的效率明显高于原模型泵.     

柴油机螺旋气道数字化设计方法

通过系统分析柴油机螺旋气道几何结构以及气道敏感区域对气道流通性能的影响关系,确定了构建螺旋气道的关键结构参数。提出了一种以气缸盖结构为约束条件,涡流比为设计目标,再进行流量系数优化的螺旋气道数字化设计方法,建立了螺旋气道参数化数学模型,开发了一款柴油机螺旋气道数字化建模软件。针对一款自主开发的卧式两缸柴油机螺旋气道的设计要求,采用螺旋气道数字化建模软件建立了螺旋气道数字化三维模型,进行了模型光顺性分析和流通性能分析。分析结果表明,螺旋气道数字化设计方法具有一定的可行性和通用性,只需提供气缸盖结构、流通性能(涡流比和流量系数)的设计要求,通过该数字化设计方法和建模软件就能设计出满足要求的螺旋气道。     

时序进气柴油机缸内分层与燃烧排放特征数值分析

缸内再循环废气(EGR)分布是发动机缸内EGR分层燃烧研究的重点与难点,由时序进气策略通过控制进气组分的充气时段来组织缸内EGR分层分布具有重要意义。以高压共轨重型柴油机为研究对象,采用CFD(Computation fluid dynamics)方法建立全参数数值仿真平台,研究不同时序进气组分经过进气及压缩过程后在缸内的分布特征及其对柴油机缸内燃烧及排放的影响。研究中以CO2代替EGR。研究结果表明,时序进气早期进气组分在气缸底部及燃烧室壁面附近分布较浓,后期进气则在气缸中心顶部分布较浓;时序进气能够获得显著的轴向分层分布;与均匀进气相比,缸内压力和温度偏低,燃烧滞后约0.7°CA,但放热率峰值偏高,NOx排放量降低51.2%,碳烟排放量降低13.4%。     

柴油机进气涡流旋流器的研究

对直进气道柴油机诱导产生进气涡流新装置(旋流器)进行了结构设计,并对其性能进行了稳流气道试验、水模拟试验PIV测试以及实际发动机装机试验。试验结果表明,该新装置可以在短直进气道柴油机上诱导产生中、低强度的进气涡流,改善了混合与燃烧,降低了燃油消耗率。     

直喷式柴油机进气流场的数值模拟研究

螺旋进气道特性(流量系数和无量纲涡流数)对柴油机性能有重要的影响。本文介绍了螺旋进气道的逆向设计方法,利用计算流体力学软件对进气流动进行了计算模拟,在稳流气道试验台上验证了计算结果的准确性,获得了流场压力、速度、湍动能等参数分布规律,为气道的设计与改进提供了理论依据。     

柴油机废气再循环冷却器的改进设计

对光管冷却器和翅片管冷却器的冷却效率进行了对比实验研究,结合Star-CD软件数值模拟的结果,指出了原翅片管冷却器的不合理结构参数设计,提出了翅片管冷却器结构的改进设计方案,实验结果表明,改进后的翅片管冷却器的冷却效率明显提高。     

气波增压柴油机进气管设计与优化

以SOFIM 2．5L涡轮增压中冷柴油机为样机，设计了气波增压柴油机进气管。用正交设计优化试验进气管的结构组合，并用三维设计软件UG进行几何建模及结构分析，找出质量最小、内腔容积最大的进气管，再用ANSYS软件对其进行流动分析，找出平均进气质量流量最大的进气管；综合结构优化和流动优化结果，确定最终的气波增压柴油机进气管，采用快速成型技术制成其模型并在气道试验台上与原管进行稳态流动对比试验。试验结果表明，该管比原管进气质量流量平均提高近7％，基本可满足气波增压柴油机的要求。