發動機UNIVER氣缸內動態流場研究
隨著發動機性能的提高,缸內氣體流動的研究越來越被人們所重視,然而由于UNIVER氣缸封閉、空間狹小,工質狀態瞬息萬變,單靠試驗很難得到有關缸內流動全面信息,因此利用完善的數學模型,模擬發動機的瞬時工作過程可以彌補試驗研究的不足。多維數值模擬方法可以詳細描述進氣道和UNIVER氣缸內局部流動狀態,為柴油機缸內的氣體流動研究提供了良好的研究手段。

發動機UNIVER氣缸內動態流場研究       利用CATIA軟件建立發動機的氣道-氣門-UNIVER氣缸的三維幾何模型。利用AVL公司開發的FIRE軟件中FAME ENGINE PLUS(FEP)模塊,建立了模擬柴油機缸內進氣流動和壓縮過程的三維動態網格,根據發動機的工作特性,選取合適的計算模型和方法,模擬計算了發動機的進氣和壓縮過程,得到了不同曲軸轉角下UNIVER氣缸內的速度場、壓力場、溫度場等分布結果,通過對柴油機進氣和壓縮流動過程中各階段流動特征、湍動能的生成與耗散過程以及氣體的分布情況分析,研究了不同曲軸轉角下UNIVER氣缸內流體的速度、壓力分布和變化規律,為發動機系統的優化,使進氣與噴油達到*配合提供了理論依據。針對發動機設計中螺紋聯接強度計算的問題,采用有限元通用程序ABAQU S/STANDARD,研究UNIVER氣缸體螺紋區域強度準確計算的方案,即通過簡化后的裝配體模型計算螺栓在工作載荷下的受力,然后將獲得的螺栓受力做為載荷邊界條件施加在帶螺紋的局部模型中,計算螺栓和缸體螺紋區域的應力.網格劃分時,在局部模型中將缸體簡化,并將螺柱分為兩部分,之后皆用六面體單元進行網格劃分以減小計算量、提高準確性.zui后通過實例對某UNIVER氣缸體螺紋區域在預緊狀態、峰值燃燒壓力作用下的應力進行計算與分析,驗證該計算方案的可行性.該方案為今后發動機的螺紋聯接設計和計算提供一條可行的路徑,且對相關的工程實際應用具有很強的指導意義.對額定轉速工況的缸內流場及zui大扭矩工況流場的計算結果表明,轉速變大,缸內zui大速度和擠流、渦流等氣流運動會明顯得到加強;在高轉速情況下,缸內氣流的平均溫度平均速度以及湍流動能都要高于在低轉速的工況;湍流強度的增大可以提高瞬時的燃燒率,縮短燃燒持續期,從而提高了發動機的熱效率。