内燃机脉冲增压系统三维流动的计算研究.pdf

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1、犬遠硿大莩颀士莩位文内燃机脉冲增压系统三维流动的计算研究动力机械及工程作者姓名占戈胃—栺忌教师宋希庚教授答辩日期一―年硕士学位论文内燃机脉冲增压系统三维流动的计算研究作者姓名朱战锋学科、专业动力机械及工程学号指导教师宋希庚教授完成日期年月大殍工大嗲大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意

2、。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：後屹啉斗逄舍说二一沒免外作者签名：译日期：年月日大连理工大学硕士学位论文摘要近年来，伴随着石油危机和环境危机的日益严重，世界范围内对于内燃机的经济性、动力性和排放性能都提出了更加严格的要求。内燃机脉冲排气系统可以更好地利用废气能量，增加进气密度，提高内燃机的经济性；同时，脉冲排气系统对排气的压力变化反应灵敏，从而改善内燃机的加速特性和转矩特性，因此在车用内燃机上得到广泛应用。传统的内燃机排气系统系统设计方法基于经验和实验，己经不能满足目前内燃机开发的需求。计算机技术的发展，使得在内燃机排气系统研发过程中引入模

3、拟计算，可以大幅节约资金成本和开发时间。脉冲排气系统三维流动计算所需要的边界条件在试验中不易获得，因此，本研宄采用基于发动机工作过程模拟软件，建立大功率缸柴油机的计算模型。通过图纸和实验数据，确定了模型中的各项参数，对该型发动机进行了不同工况下的工作过程模拟。通过对比不同转速下发动机相关参数的试验值与计算值，确认发动机性能计算的准确性，从而为三维流动计算提供边界条件。针对发动机实际的脉冲排气管形状进行建模，三维流动计算模型采用多面体网格单元，湍流模型采用标准模型。采用质量流量作为进口边界条件，对由一维性能计算得到的排气管进口的曲轴转角一质量流量曲线进行简化。通过对

4、排气管关闭、开启时刻点以及排气最大流量点等特征时刻的分析，对脉冲排气系统的流动机理进行了探讨。关键词：计算流体动力学；脉冲排气系统；非定常流；数值模拟内燃机脉冲增压系统三维流动的计算研宄，，：大连理工大学硕士学位论文目录■躲选题的背景及意义内燃机增压系统设计的发展状况课题的主要研宄内容柴油机工作过程模拟模型的建立软件的应用与功能介绍物理模型的建立数学模型的建立涡轮增压器模型管流模型气缸模型燃烧模型模型参数的确定边条件数涡轮增压器参数中间冷却器参数进气歧管参数气门参数气缸模型参数排气系统模型参数运行参数模型的验证柴油机脉冲排气系统三维流动模拟模型的建立软件的应用与功

5、能介绍物理模型的建立数学模型的建立流动控制方程网格模型边界条件的确定“内燃机脉冲增压系统三维流动的计算研宄模型的验证模拟结果及分析特征时刻点的流动规律排气门开启点流动规律排气最大流量点流动规律排气门关闭点流动规律模拟结果分析结论和展望誠展望参考文■攻读硕士学位期间发表学术论文情况大连理工大学学位论文版权使用授权书大连理工大学硕士学位论文绪论选题的背景及意义一百多年前，世界上第一台内燃机在德国出现。在诞生之初，内燃机的热效率、功率等性能参数均处于很低的水平。如今，随着科学技术的不断进步和机械加工工艺的曰益完善，内燃机的整体性能已经达到相当高的水平。内燃机的热效率比较

6、高，功率覆盖面较广，转速区间很宽，并且它移动方便，启动迅速，结构紧凑。以上种种优势，使得内燃机在船舶推进系统、矿山幵发和车用动力等领域得到了广泛应用。据统计，在全世界机械装置的动力来源中，其中有一半来自于内燃机。如今，尽管经历了一百多年，内燃机仍然在当今经济社会中扮演着不可替代的角色。纵观内燃机从诞生到现在的一百多年，有两项技术在提升内燃机性能方面发挥了重大作用。一项是电控技术在内燃机喷油系统中的应用，另一项则是目前在发动机上普遍使用的祸轮增压技术。以上技术的普及，使得内燃机在动力性得到提升的同时，经济性和环保性也得到了有效保障。这两项技术是现代高性能发动机制造技

7、术的标志⑴。汽车作为现代社会的标志，在人类文明的进步中发挥了巨大作用。初步估计，十年之后世界范围内将会存在近亿辆的汽车而中国的汽车保有量预计将会超过亿辆。面对如此多的汽车，各个国家所需要的能源消耗将会十分巨大。仅就国内而言，从年至年的短短十年间，我国的石油产量增速十分缓慢，相应的消耗量却在飞速增力口，石油紧缺现象变得越发严重。根据国际能源机构提供的相关数据显示，预计十年之后，我国的石油产量将仅能达到消耗量的三分之一。能源严重依赖进口，大约为百分之六十，这会伤及国家安全；按照目前的经济增长率，估计到年，中国原油产量大概只会剩下亿吨左右，这意味着每年需要从国外进口五倍

8、于自身产能