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《活塞形狀對GDI發(fā)動機性能影響的CFD研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、設(shè)計研究汽車實用技術(shù)AUTOMOBILEAPPLIEDTECHNOLOGY2017年第4期2017N0．410．16638／j．cIll【i．167卜7988．2017．04．008活塞形狀對GDI發(fā)動機性能影響的CFD研究馬國亮，何義團(重慶交通大學(xué)交通運輸學(xué)院，重慶400074)摘要：基于st撲CD軟件對比分析了兩種不同頂面形狀的活塞對混合氣形成及燃燒特性的影響，為GDI發(fā)動機結(jié)構(gòu)優(yōu)化與活塞選型提供CFD分析依據(jù)。計算結(jié)果表明：帶有導(dǎo)流面的斜坡型活塞可增大缸內(nèi)滾流比，提高點火時刻湍動能。中置凹坑型活塞有利于火焰面的傳播
2、，在單次噴油策略下對活塞頂面油膜量的控制效果更優(yōu)，降低了顆粒物的排放。關(guān)鍵詞：GDI發(fā)動機；活塞形狀；壁面油膜量；CFD分析中圖分類號：U464文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671—7988(20仃)04—20一04CFDAnalysisoftheEf＆ctsofPistonShapeonthePerformanceofGDIEngineMaGuoliang，HeⅦuaIl(SchoolofTraffic&Transponation，ChongqingJiaotonguniverS咄ChongqiIIg400074)Abstr
3、act：Thee廊ctsof倆opistonson吐lemi煳．1ref．omation鋤dcombuSti∞processwerec伽叩aratively鋤alyzed謝mStar_CD．Theresultsprovidemereferencefor協(xié)epistonsh印eselectionandtlleoptimizationofengiIle鼬nIcture．ResuItsshowtllatsloptopsurf．a(chǎn)ceofpiston謝tllguidefaceisfaVorabletoincre豁enleirI—c
4、ylindert11mbleratio獅dnlrl)ul∞cekmeticene瑪y；whilecemerlpit剛晌ceofpistonacceleratingthen鋤epropagationveloci哦decre嬲iIlgnleq瑚m時ofoilfilIIl鋤dtllatpaniculatematteremissionreduced．Keywords：GDIengine；Pistonshape；onmms；CFDanaIysisCLCNo．：U464Docum蛐tCode：AAr6cIeⅢ：1671-7988(20
5、17)04-20-舛引言缸內(nèi)直噴(GDI，GasolineDirectIIliection)作為進(jìn)氣道噴射(PFLPonFuel111jection)的升級技術(shù)，在動力性、燃油經(jīng)濟性及排放性方面均具有突出優(yōu)勢，因此在近年成為國內(nèi)外主要車企及科研單位的重點研發(fā)與優(yōu)化對象。由于GDI與PFI在工作原理上存在差異，其缸內(nèi)混合氣的形成時間較短，對缸內(nèi)流場與噴霧場的控制要求較高。通常認(rèn)為，提高缸內(nèi)進(jìn)氣縱向滾流比可促進(jìn)燃油與空氣的混合效果【¨，因此GDI發(fā)動機常采用高滾流比進(jìn)氣道與活塞作者簡介：馬國亮(1991一)，碩士研究生，主要研
6、究方向為缸內(nèi)直噴汽油機流動及燃燒cFD分析。頂面結(jié)構(gòu)相配合的方式組織缸內(nèi)氣流運動，從而提高發(fā)動機性能【21。筆者基于一臺1．6L缸內(nèi)直噴汽油機，利用三維計算流體動力學(xué)(CFD)軟件st瓣CD，對比分析了兩種不同項面形狀的活塞對混合氣形成及燃燒特性的影響，為GDI發(fā)動機結(jié)構(gòu)優(yōu)化與活塞選型提供CFD分析依據(jù)。1、模型的建立與標(biāo)定1．1幾何及網(wǎng)格模型的建立本研究采用的發(fā)動機具有屋頂式燃燒室結(jié)構(gòu)，火花塞中置布局，進(jìn)氣道下方布置有博世公司提供的某型6孔缸內(nèi)直噴汽油機噴油器。具體發(fā)動機參數(shù)見表l所示。21汽車實用技術(shù)2017年第4期表
7、1發(fā)動機主要參數(shù)TabIelEnginespecificaliOns缸徑，mm90活塞行程／mm68．5連桿長度詹吼145排量幾1．6壓縮比12：l點火時刻，(oCA)720運行工況1500r／min@WOT噴油次數(shù)，時刻(oCA)單噴／436．5根據(jù)實際發(fā)動機幾何參數(shù)，在AulDCADIIlventor中建立單缸幾何模型，依次將模型導(dǎo)入hypennesh與st小CCM+軟件，進(jìn)行幾何模型清理、表面網(wǎng)格劃分、面網(wǎng)格修復(fù)以及特征線的生成，最后利用sTAR．CD中的es．ice模塊生成計算動網(wǎng)格，如圖l所示。平均網(wǎng)格尺寸為0．
8、8mm，總計算網(wǎng)格數(shù)目約為79萬(至下止點)。圖1網(wǎng)格模型Fig．1gndmOdeI1．2初始條件與邊界條件準(zhǔn)確的初始、邊界條件可提高內(nèi)燃機缸內(nèi)瞬態(tài)計算的精確性，縮短運算時間【31。在動網(wǎng)格模型中，定義活塞及進(jìn)排氣門邊界為運動壁面邊界，其余壁面邊界為靜止壁面邊界。進(jìn)出口邊界條件來自一維整機仿真計算輸出，
