小型航模二冲程煤油发动机缸内直喷技术研究

《小型航模二冲程煤油发动机缸内直喷技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：V234论文编号：102870218-S037学科分类号：080703硕士学位论文小型航模二冲程煤油发动机缸内直喷技术研究研究生姓名王思奇学科、专业动力机械及工程研究方向内燃机性能仿真指导教师杨海青副教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一七年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringResearchonGDITechnologyofSmallModelT

2、wo-StrokeKeroseneEngineAThesisinPowerMachineryandEngineeringByWangSiqiAdvisedbyAssociateProfessorYangHaiqingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2017承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其

3、他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要二冲程活塞汽油机广泛应用于无人机等小型航空飞行器中，但相较于汽油，重油燃料具有更高的闪点，这对于燃料的使用、存储及运输更加安全可靠。但由于重油燃料粘性大、蒸发性能差，辛烷值低（29-46），使其在缸内雾化效果差，

4、导致发动机冷启动困难，爆震极限功率极低。采用缸内直喷技术一方面可以改善重油燃料在点火时刻的雾化质量（使用雾化质量较好的高压旋流喷嘴或气助雾化喷嘴），保证改烧燃料后发动机仍旧具有原型机的动力性；另一方面，实现缸内直喷化可以大幅度减少燃料的扫气损失和过后排气损失，从而降低发动机油耗，并且有助于采用涡轮增压技术来加强发动机的高空动力性。本文以Hirth公司旗下4201发动机为原型机，利用ANSYS公司的流场分析软件FLUENT和动网格技术进行了燃烧室改型前后各方案的缸内流场及喷雾场数值模拟，指出了小型航模活塞发动机燃烧系统直喷化改造的

5、关键技术和设计思路。结果表明，采用改型后的偏置花燃烧室结构，可以显著提升发动机高速工况下的扫气效率，并改善重油燃料的雾化质量，当喷油器与竖直方向呈5°左右时，偏置方案一中缸内燃油混合气有一定的分层效果，且在火花塞附近形成较浓的可燃混合气。为了进一步实现改造方案的产品化，本文最后进行了高压旋流喷嘴的小型化改造设计。以马瑞利公司旗下的一款旋流喷嘴为原型，利用UG软件设计出喷嘴的针阀组件结构参数，并利用AMESim软件对电磁阀组件进行了设计和匹配，使得设计的喷嘴其流量特性满足文中小型二冲程活塞发动机的供油需求。为今后进一步开展试验研究

6、及开发工程样机奠定了良好基础。关键词：缸内直喷，CFD，燃烧系统设计,旋流喷嘴I小型航模二冲程煤油发动机缸内直喷技术研究ABSTRACTThetwo-strokepistongasolineengineiswidelyusedinsmallaircraftsuchasUAV,butcomparedwithgasoline,heavyfuelhashigherflashpoint,whichissaferandmorereliablefortheuse,storageandtransportationoffuel.However,

7、duetotheheavyfuelviscosityandpoorevaporationperformance,theoctanenumberislow(29-46),whichmakestheatomizationeffectoftheheavyoilinthecylinderpoor,andthecoldstartoftheengineisdifficult,andtheknocklimitpowerisverylow.Ontheonehand,GDI(directinjectionincylinder)canimprove

8、theatomizationqualityofheavyoilfuelattheignitiontime(usinghighpressureswirlnozzlesprayorairassistatomizerwithbetteratomizationquali