柴油机燃烧室不同结构对缸内流场的影响分析

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1、·杌械研究与应用·2014年第1期(第27卷，总第129期)应用与试验柴油机燃烧室不同结构对缸内流场的影响分析于文妍，尹成明(内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头014010)摘要：运用三维建模软件Pro／E、有限元分析软件ANSYSWorkbench和流体分析软件CFX三种软件进行联合仿真，研究燃烧室结构对柴油机缸内的速度场及压力场影响。先运用Pro／E进行三维建模，再通过ANSYSWorkbench对其划分网格，最后通过ANSYSWorkbench中的CFX模块对其不同燃烧室形状进行速度场及压力场分析，所得结果对分析提高燃

2、油利用率和燃烧效率，为燃烧室的形状优化提供了依据。关键词：有限元；流体；速度场；压力场中图分类号：U664文献标志码：A文章编号：1007-4414(2014)O1—0065—02ImpactAnalysisofCylinderFlowFieldofDieselEngineCombustionChamberwithDiferentStructureYUWen—yan．YINCheng—ming(Depa~memofMechanicalEngineering，InnerMongoliaUniveni~ofScienceandTec

3、hnology，BaotouInnerMongolia014010，China)Abstract：Co—simulationwith3DmodelingsoftwarePro／E，ANSYSWorkbenchandfluidanalysissoftwareCFXaremade．Theeffectofspeedfieldandpressurefieldofthestructureofcombustionchamberofdieselengineareresearched．Three-di—mensionalmodelisestab

4、lishedbyusingPro／E，thengdisdividedbyusingANSYSWorkbench．Finally，thepressurefieldandvelocityfieldofdifferentcombustionchambershapesareanalyzedbasedonCFXmoduleofANSYSWorkbench．Thesere—suitsofanalysiscanbeusedtoimprovetheutilizationrateoffuelandcombustioneficiency，which

5、canalsoprovidethebasisfortheshapeoptimizationofthecombustionchamber．Keywords：finiteelement；fluid；velocityfield；pressurefieldl引言2计算方案柴油机燃烧过程的好坏对发动机的动力性、经济2．1柴油机参数性和排放起非常重要的影响。燃油与空气的合理混1台直喷式六缸柴油机，气缸直径为106ITIB；行合是影响柴油机燃烧过程的重要因素，燃油与空气混程为125mnl；标定转速为2300r／min；标定功率为合良好，不仅可

6、缩短燃烧持续期，提高经济性和动力155kW；压缩比为17．5；进气涡流比为2．3。性，而且对发动机某些排放指标的改善也起较重要作2．2柴油机燃烧室构成用。对直喷式柴油机而言，燃油与空气的混合速率主如图1所示，此柴油机进气口高、出气口低，便于要取决于燃油动能及空气运动能量⋯。目前国际上尽可能多排出一些废气，使其燃烧充分。柴油机有采用高喷油压力、低进气涡流的趋势，而且喷油压力最高可达180MPa以上J。由于我国供油系统与国外有一定的差距，只靠供油系统不能得到满意的混合效果，还需合理组织燃烧室内的气体运动以弥补喷射能量的不足。发动机试

7、验研究表明，燃烧室形状对于缸内的气图1柴油机燃烧构成流运动有非常明显的影响。随着计算机技术的发展，现在已可对缸内的三维流动进行模拟计算，不仅节省3模型的建立及网格的划分试验费用，缩短试验周期，还可获得试验难以测量或3．1模型的建立不能测量的数据，从而对缸内流动进行定性定量分析为了考察不同燃烧室形状对其速度流场和压力成为可能。通过利用计算内燃机缸内气体流动、计算流场的影响，设计了四种燃烧室形状，燃烧室主要结不同形状的燃烧室内的气体流动，并结合试验结果，构参数如图2所示。分析燃烧室形状对缸内气体流动和发动机性能的影图2(a)是W型半

8、开式燃烧室，该燃烧室通过燃响。收稿日期：2013—11—08作者简介：于文妍(1962一)，女，内蒙古包头人，教授，主要从事机电液一体化系统研究与应用方面的工作。·65·