二冲程汽油机扫气过程的CFD模拟计算与试验

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二冲程发动机的扫气与排气.pptx

• 这种新设计采用了根据一位叫做施努尔勒(Schnuerle)的先生的专利而设计的排气系统，有三个或更多个旁通，活塞上则去掉了折流板。关于施努尔勒和其它排气设计的文章很多。
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
• 其实对这个问题重视得有点儿过了。当其它部分工作得十分完美的时候，采用多路旁通对功率的增加作用十分有限。而活塞与汽缸之间哪怕只有一点儿漏气，哪一种排气设计也弥补不了漏气所造成的功率损失。因此，初学者在挑选发动机的时候，完全用不着考虑排气设计的问题。
二冲程发动机的排气和扫气
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
•Leabharlann 上一章介绍了二冲程发动机上旁通和进气口的工作原理。与此密切相关
的一个术语是扫气，即将废气清出燃烧室。直到二十世纪六十年代末，大部
分二冲程发动机还都只有一条旁通，在排气口的正对面。
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
• 一个活塞折流板(68)和(69)将进来的气体向上导入燃烧室。这个过程有助于将残留的废气挤出去。我们常常称这样的发动机为横流扫气、循环扫气或折流扫气的发动机。二十世纪六十年代初，航模发动机工程师采用了按照摩托车的标准而设计的排气系统。
LOREM IPSUM DOLOR LOREM

二冲程船用柴油机扫气过程CFD模拟分析的开题报告

二冲程船用柴油机扫气过程CFD模拟分析的开题报告一、选题背景及意义目前，二冲程船用柴油机已经成为船舶工业中的主流动力设备，其成功应用于商船、渔船、军舰等领域。

而二冲程柴油机的性能与环保问题一直是人们关注的热点问题。

扫气过程是二冲程柴油机工作过程的主要环节之一，其优化可以提高柴油机的性能和可靠性。

为此，开展二冲程船用柴油机扫气过程的CFD模拟分析，对于柴油机的研究与开发具有非常重要的意义。

二、研究内容及方法本研究将采用CFD（computational fluid dynamics，计算流体力学）数值模拟方法，对柴油机扫气过程进行模拟分析。

具体内容如下：1. 建立柴油机扫气过程的数学模型，包括柴油机工作过程、气缸内部初始状态、喷油系统等因素的综合考虑。

2. 利用CFD软件对柴油机扫气过程进行数值模拟，得到扫气过程中气缸内气体运动状态、压力、温度、质量分数等多个物理量的分布规律。

3. 分析不同扫气过程参数（如进气道截面形状、进气道角度、进气道长度等）对柴油机性能影响的规律，并得出优化方案。

4. 验证CFD模拟结果的准确性，与实验数据进行对比分析。

三、预期成果及意义1. 建立二冲程船用柴油机扫气过程的数学模型，为后续研究提供基础。

2. 探究不同扫气过程参数对柴油机性能的影响，并提出优化方案，通过实验验证，为柴油机的研究与开发提供理论和实践基础。

3. 提高CFD软件在柴油机模拟分析中的应用水平，为相关领域的CFD研究提供参考。

四、研究计划和进度1. 研究方法的选择和评估：完成。

2. 研究所需数据资料的搜集和整理：待完成。

3. 对柴油机扫气过程的数学模型的建立：待完成。

4. 建立CFD数值模拟程序：待完成。

5. 对数值模拟结果的分析和优化：待完成。

6. 研究报告的撰写：待完成。

七、参考文献1. 肖凡, 梅春波. 基于CFD的柴油机燃烧过程模拟分析[J]. 浙江汽车, 2021, 29(3): 45-48.2. 王小明, 张小兵. 船用柴油机扫气过程CFD数值模拟及实验研究[J]. 船海工程, 2020, 49(5): 71-75.3. Richard K, Rachel P. Computational Fluid Dynamics in Marine and Offshore Engineering[M]. 2nd ed. Boca Raton, FL: CRC Press, 2021.。

CFD模拟分析在二冲程汽油机性能改进中的应用探讨

引言
二冲程汽油机的结构简单、功率高，升而且成本低廉，小型手持式工具的主要配套动力之一。二是
冲程汽油机的扫气过程中的短路损失造成大量的新鲜充量直接从排气口流失，重影响发动机的经济严性、动力性以及排放性能。计算流体动力学ＣＤＦ（ｏｐｔｉａＦｕｄＤｎｍｉ）Ｃｍｕａｏｌｌｉｙａｃ可以实现缸内流场可ｔｎ
选取。
关键词：冲程汽油机；气过程分析；Ｆ二扫ＣＤ模拟中图分类号：Ｋ１．文献标志码：文章编号：６３— ３７２１）３— ００— ３Ｔ４１３Ａ１７６９（００００３０
ＣＦＤｉＳｍｕｌｔｏａｙｉｎＴｗｏ —ｓｒｋｓｌａｉｎＡｎｌｓｓｏ — ｔｏｅＧａｏｉＥｎｇｎｍｐｏｅｅｎｅｉｅＩｒｖｍｎｔ
ｃｎｅｉｎｒｅａｕｔｎｆｔｅｒｓｌｓａｄｏｔｍｕｓｒｔｇｏｖｎｅｔｆｖｌａｉｇｏｈｅｕｔｎｐｉｍｔａｅｙ．ｏＫｅｏｄｓ：ｙＷｒＴｗｏ— ｓｏｅＧａｏｉｅＥｎｉｅ；ｃｖｎｉｇＡｎｌｓｓＣＦＤｉｌｔｎｒｔｋｓｌｇｎＳａｅｇｎａｙｉ；ｎＳｍｕａｉｏ
３２
７ｏ０Ｏｌ３汽油机扫气过程分析与优
化的方便工具。目前，已经有很多技术人员采用
ＣＤ模拟分析的方法对二冲程的扫气过程进行改Ｆ

某型汽油机排气后处理系统CFD分析

以』ｔｌ水指排系统的没计
关键词：ｉ￣（ｉｆｌｌ机；排气系统：ＣＩ；、Ｄ分析中图分类号：Ｕ４６１．８文献标志码：Ａ文章编号：ｌ６７４ —１９８６（２０１６）Ｉ１ — ０２６ — ０５
．
ｌｉｌｔｔｘｈａｕｓｌａｌｌｅｌ ’ ｈ ’ ｌｌｌｌｌｔ】ｎｌｓｌｅｌＩＩｔ）ｆａｇａｓｏｌｉｎｅ、、｜ｌｓＩｌｌ．；ＩｄｔＩＢ＇ＡＶ１一ｐ、ｉＪ ’ ｓｏｆｈ￣ａＩＰＳｉｃ｜Ｉ【１、；ＪＩｍｈｓｉｓ）ｌ－ｔｈｅｅｘｈｔＩＩＩＳ１．ｌｆ＇ｌｔｒＩｒＩｉｄｉｌｌｒｎｔｓＩ１１、、Ｉｓ【Ｉ（｝ＩＩ
Ｉ）（）ｌ：１０．Ｉ９４６６／ｉ．Ｉ ‘ ｎｋｉ．１６７４ —１９８６．２０１６．１Ｉ．００６
某型汽油机排气后处理系统ＣＦＤ分析
常耀红，张超，马勇，路明
（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥２３００２２）
ＣＦＤＡｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｔｈｅＥｘｈａｕｓｔＡｆｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅＧａｓｏｌｉｎｅ
（：ＨＡＮＧ、ａｏｌ１０１Ｉｇ，Ｚ１ＩＡＮ（Ｃｈａｏ，ＭＡＹ１）ｎｇ，１Ｍｉｎｇ

二冲程汽油机扫气过程多维数值模拟及扫气系统优化设计

二冲程汽油机扫气过程多维数值模拟及扫气系统优化设计首先，进行扫气过程的多维数值模拟分析。

扫气过程涉及到气缸内部气体流动、燃烧和排放过程，需要建立数学模型和计算流体力学（CFD）模拟方法。

采用柯西方程和守恒方程，结合化学反应动力学模型和燃烧机理，可以精确计算出扫气过程中的压力、温度和流速等参数。

同时，考虑到喷油系统的工作特征和燃气混合气的形成，可以建立喷雾模型和燃烧模型，进一步优化燃烧效率和排放性能。

其次，根据多维数值模拟的结果，进行扫气系统的优化设计。

传统的二冲程汽油机扫气系统存在着燃烧不充分和废气排放过高的问题，需要通过优化设计来改进。

一方面，可以通过改善进气系统和排气系统，提高进气和排气效率，增加气缸内的进气量和排气量。

例如，采用增压器、排气涡轮增压装置和废气回收系统等措施。

另一方面，可以优化燃烧室的结构和喷油系统，提高燃烧效率和燃料利用率，减少废气排放和碳排放。

例如，采用直喷技术、预混合燃烧和可变气门正时等技术手段。

最后，评估扫气系统优化设计的效果。

通过多维数值模拟和实验验证，对优化后的扫气系统进行性能测试和排放测量。

评估新设计的扫气系统在功率输出、燃料经济性和环境性能方面的改善效果，与传统扫气系统进行对比。

在实际应用中，还需要考虑到材料的选择和制造工艺的优化。

例如，选择高温强度、耐磨和耐腐蚀的材料，采用先进的焊接和制造工艺，提高扫气系统的可靠性和耐久性。

总之，通过多维数值模拟和扫气系统优化设计，可以改进二冲程汽油机的扫气过程效率和减少废气排放。

这对提高引擎性能、节能减排和环保具有重要意义。

二冲程柴油机扫气过程计算流体力学数值模拟

二冲程柴油机论文：二冲程船用柴油机扫气过程CFD模拟分析【中文摘要】二冲程船用柴油机的扫气过程在很大程度上影响了柴油机可燃混合气形成的质量,进而决定了柴油机在燃烧等方面的性能。

扫气口作为二冲程直流扫气柴油机的重要组成部分,其结构直接影响了扫气过程中新鲜空气的充入量和燃烧废气排出的干净程度,另外,柴油机的转速也对扫气过程的进行有重要影响。

本文针对6S50MC-C二冲程船用柴油机,运用CFD(计算流体力学)方法,应用大型CFD软件Fluent,首先改变扫气口数目、扫气口仰角、径向倾角的大小以及扫气口的结构,对该模型的扫气过程进行数值模拟,然后改变柴油机的转速,再进行上述模拟。

可以得出流场关于压力、温度、湍流强度、进出口质量流量、速度等参数以及这些参数的分布情况。

通过分析其流动状况后,找到较为合理的结构参数和运转参数。

本文首先对扫气口、气缸内部和上部一段排气道的流体空间进行建模,得到物理模型；接着使用GAMBIT对模型划分网格,并设定压力进出口等边界条件；然后导入Fluent中,设定参数,启用动网格模型,开始计算；最后应用后处理程序得到大量数据、云图、矢量图、流线图等,对流场进行分析。

通过研究发现,对于6S50MC-C大型低速船用柴油机,在适当的范围内以较低转速运行,增加扫...【英文摘要】Scavenging process of two-stroke marine diesel engines largely determines the formation quality of fuelmixture, and then determines the performance of combustion etc. As an important part of the two-stroke uniflow scavenging diesel, the scavenging port’s structure directly affects the intake flux of fresh air and the exhaust cleanliness of combustion gas. In addition, the diesel’s rotational speed, also affect the process of scavenging.6S50MC-C diesel engine is studied by using the method of CFD (Computati...【关键词】二冲程柴油机扫气过程计算流体力学数值模拟【英文关键词】two-stroke diesel scavenging process CFD numerical simulation【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848【目录】二冲程船用柴油机扫气过程CFD模拟分析摘要5-6ABSTRACT6第1章绪论9-14 1.1 引言9 1.2 二冲程柴油机扫气及缸内流动过程的研究现状9-10 1.3 Fluent软件简介10-12 1.4 本文的研究意义12 1.5 本文的主要工作及难点12-14第2章 CFD的求解过程14-27 2.1 总体计算流程14 2.2 基本控制方程14-16 2.2.1 连续性方程(质量守恒方程)15 2.2.2 动量守恒方程(Navier-Stokes方程)15-16 2.2.3 能量守恒方程16 2.2.4 组分质量守恒方程16 2.3 湍流的控制方程16-22 2.3.1 平均量输运方程17-19 2.3.2 常用的湍流模型简介19-22 2.4 确定边界条件和初始条件22-23 2.5 划分计算网格23 2.6 建立离散方程23-25 2.6.1 有限体积法23 2.6.2 有限体积法中常用的离散格式23-25 2.7 流场数值计算算法25-26 2.7.1 概述25-26 2.7.2 SIMPLE算法简介26 2.8 判断解的收敛性26-27第3章模型的建立和边界条件的确定27-32 3.1 物理模型27-28 3.2 网格模型的建立28-30 3.3 初始条件和边界条件的确定30-32第4章扫气过程的CFD模拟和分析32-82 4.1 扫气过程的CFD模拟计算32-34 4.1.1 动网格模型32-34 4.2 对CFD模拟结果的分析34-82 4.2.1 扫气口仰角大小对扫气过程的影响35-43 4.2.2 扫气口径向倾角大小对扫气过程的影响43-50 4.2.3 扫气口数对扫气过程的影响50-57 4.2.4 改变扫气口的结构对扫气过程的影响57-64 4.2.5 转速对扫气过程的影响64-82第5章总结和展望82-85 5.1 全文总结82-83 5.2 展望83-85参考文献85-89致谢89-90。

基于AVL FIRE的发动机扫气过程仿真研究开题报告讲解

Carlo Alberto Rinaldini利用多维数值分析软件KIVA-3v程序对二冲程高速柴油机的换气过程进行了计算分析，所需的边界条件由GT-Power仿真计算提供，对发动机进行改进设计，其理论计算和实际结果是一致的。可见，多维数值模型可以在发动机设计中得到有效应用，即提高了发动机的功率，又缩短了设计周期及费用[14]。
star-cd三维软件进行了三维扫气过程仿真同样得到不同进气口和排气口高度的扫气效率和留在气缸内的新鲜空气量，进过分析论证认为在一维仿真结果的基础上将进排气口高度都降低为3mm为最优化的方案。之后建立运动学模型并进行机构的有限元分析，
得到了不同组件的应力分析。最后通过试验样机进行了测试，证明在作为辅助动力装置
近年来，OPOC二冲程柴油机的研究逐渐增加。2005年Lixin Peng等设计了应用于辅助动力装置的高速OPOC发动机模型，对OPOC发动机进行了一维工作过程仿真，
在转速为10000rpm的工况下对比在不同的进排气口高度下的发动机功率，其结果是优
化的进气口高度为4-5mm，排气口高度在4mm的情况下得到最大功率。随后他们利用
来海菊仿真模拟了二冲程汽油机扫气过程，研究结果表明，扫气口仰角对缸内气流方向甚至滚流方向都有影响。并描述了倒托工况下的二冲程汽油机扫气过程流场的形成和发展过程：扫气口打开缸内便形成对称的滚流，一直持续到上止点附近，滚流中心的位置随着活塞的运动不断发生变化[16]。
王广基在二冲程汽油机扫气过程的CFD模拟计算及试验文中用CFD软件对IE40F小型汽油机的扫气过程进行模拟，研究了气口结构参数对扫气过程的影响，并与试验结果对比。结果显示，排气口下降，能够增大有效行程，且保证扫气口截面积，合理组织扫气过程，使发动机功率增大25%，燃油秏降低20%，比排放下降45%[17]。

通用小型汽油机进气道CFD模拟计算与分析

#设计#计算#通用小型汽油机进气道CFD模拟计算与分析*刘胜吉贾和坤王建(江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013)摘要:本文通过气道稳流试验和CFD模拟计算求得168F通用小型汽油机进气道的流量系数,将模拟计算和试验得到的流量系数进行了对比分析。

并且通过对气道内气体流动速度矢量分布的分析,研究如何在满足铸造工艺的同时提高气道的流通性,改善发动机的综合性能。

关键词:通用小型汽油机进气道流量系数CFD数值模拟流场分析中图分类号:TK411+.3文献标识码:A文章编号:1671-0630(2009)05-0045-02 CFD Nu m erical Si m ulation and Research on the Intake Port of Non-road S mall Spark-ignition EnginesL i u Shengj,i Jia H ekun,W ang JianSchoo l o fAuto m obile and T raffic Eng ineeri n g,Jiangsu Un iversity(Zhen jiang,Ji a ngsu,212013,Ch i n a)Abst ract:This paper uses CFD and steady flo w test ri g to ca lculate the inlet va l v e fl o w coefficient o f168F pe-t ro l eng i n e,co mpares t h e experi m enta l values to t h e calcu lation value,and analyzes the dev iation bet w een ex-peri m ental va l u es and ca lculati o n ones.A ccordi n g to calculati o n,analysi s on the fl u i d field is carried out and the w ay to i m prove the li q u i d ity o f i n take port is found.The capab ility o f the non-road s m all spark-ign iti o n en-g ines is i m proved.K eyw ords:Non-road s m all spark-ign iti o n eng i n e,Intake por,t Flo w coeffic ien,t Num erica l si m ulati o n,Ana-l ysis of fl o w field引言在影响排放的因素中过量空气系数是最主要因素[1],而进气道质量会使批量生产汽油机进气阻力发生变化,从而改变过量空气系数值,因此开展进气系统流动特性研究非常必要。

对置活塞二冲程汽油机活塞运动规律匹配分析

对置活塞二冲程汽油机活塞运动规律匹配分析马富康;赵长禄;赵振峰;王豪【摘要】对置活塞二冲程汽油机活塞的相对运动规律,影响扫气过程的扫气正时和扫气持续期,而活塞相对运动规律主要取决于对置活塞运动相位差和曲柄连杆比.在采用MATLAB/Simulink进行对置曲柄连杆机构运动学分析的基础上,通过建立扫气系统的三维流体动力学仿真模型,并利用一维工作过程仿真提供的初始条件和边界条件,开展了对置活塞运动相位差和曲柄连杆比对扫气过程的影响规律研究,获得了较高的扫气效率和捕获率,实现了对置活塞相对运动规律的优化匹配.活塞运动相位差只影响扫气正时而不影响扫气持续期;曲柄连杆比同时影响扫气正时和扫气持续期.在内止点附近,不同的活塞运动相位差影响活塞相对运动速度和最小工作容积;不同的曲柄连杆比只影响活塞相对运动速度而不改变最小工作容积.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2016(037)010【总页数】8页(P1873-1880)【关键词】兵器科学与技术;对置活塞;曲柄连杆机构;运动规律;相位差;曲柄连杆比【作者】马富康;赵长禄;赵振峰;王豪【作者单位】中北大学机械与动力工程学院,山西太原030051;北京理工大学机械与车辆学院,北京100081;北京理工大学机械与车辆学院,北京100081;北京理工大学机械与车辆学院,北京100081;北京理工大学机械与车辆学院,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TK411+.3对置活塞二冲程(OP2S)汽油机取消了气缸盖和配气机构等复杂零部件，由对置活塞顶面配合气缸套壁面组成燃烧室，通过气缸套两侧的进排气口完成缸内换气，具有高效、高功率密度和平衡性好等优点[1]。

在能源与环境危机的背景下，随着现代设计技术的应用，OP2S汽油机已被人们重新重视起来[2-6]。

OP2S汽油机采用传统曲柄连杆机构在缸体两侧对称布置，通过链传动实现对置活塞的同步运动；采用“气口- 气口”式直流扫气方式和缸内直喷技术，实现喷油和扫气过程的分离。

二冲程换气过程设计

内燃机换气过程
二冲程循环的换气过程：
换气（进排气）过程的不同是二、四冲程内燃机的全部差异所在，燃烧混合油不是二冲程的特点，它只是采取曲轴箱压缩式的二冲程汽油机的特点。

分离润滑也是燃用混合油的一种方式。

四冲程也是可以使用混合油的。

按照进气方式不同，二冲程内燃机可分为罗茨泵压缩式和曲轴箱压缩式两种。

按照扫气气流的流向可分为直流扫气、横流扫气和廻流扫气三种。

5、开始进气4开始压缩、3、换气过程完成；2、扫排换气过程；1、排气开始；
P-V图
以下是LCS45LEO扫气道油锯6545rpm全负荷压力图
（说明：红色曲线－汽缸瞬时压力、黄色－扫气口压力、绿色－大气压力）
红实线排气开、红虚线扫气开
红实线进气口开、红虚线进气口关
红实线排气口开、红虚线排气口关
红实线扫气开、红虚线扫气口关。

毕业设计说明书

摘要对置气缸对置活塞(OPOC)二冲程柴油机是一种不同于传统发动机的新型内燃机，具有结构简单、总体轻量化、功率密度高等特点。

本文基于双对置二冲程柴油机直流扫气过程流动特点，建立了该发动机扫气过程瞬态流动三维计算流体动力学(CFD)仿真模型,应用AVL FIRE软件对该发动机额定工况(功率160kW，转速2500 r/min)下的扫气过程进行了仿真研究,结果显示该工况下发动机扫气效率可达96%。

通过对扫气过程不同时刻流场分析，可以得到发动机不同时刻缸内气体组成成分和运动速度分布规律，从而为有效提高该发动机扫气质量提供可靠的依据，以达到控制其扫气效率和扫气质量的目标，为高性能OPOC发动机的设计提供参考依据。

关键词：对置气缸对置活塞(OPOC) 扫气效率扫气仿真直流扫气AbstractOpposed cylinder opposed piston (OPOC) two-stroke diesel engine is a different from the traditional engine of new type internal combustion engine has simple structure, light overall weight and high power density characteristics. In this paper, Based on double two-stroke diesel direct opposite scavenging process flow characteristics of the engine established scavenging process three-dimensional transient flow computational fluid dynamics (CFD) simulation model, application software A VL fire rated operating conditions of the engine (power 160kW, the scavenging process speed 2500 r / min) under simulated, the results show that the condition of the engine scavenging efficiency up to 96%. Through flow at different times on the scavenging process analysis,can be obtained at different times of the engine cylinder gas composition and velocity distribution of the composition, so as to provide a reliable basis for effective scavenging of the engine to improve the quality, in order to control its scavenging efficiency and sweep air quality objectives, to provide reference for the design of high-performance engine OPOC.Keywords: opposed piston opposed cylinder (OPOC) scavenging efficiency scavenging simulation uniflow scavenging目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究的背景及意义 (1)1.2国内外研究现状及发展趋势 (2)1.2.1二冲程柴油机换气过程数值模拟的现状 (2)1.2.2对置气缸对置活塞二冲程柴油机的发展现状 (5)第二章 OPOC发动机结构特点及优势和运动分析 (8)2.1 OPOC发动机的结构 (8)2.2 OPOC发动机的结构特点及优势 (8)2.2.1可控直流扫气 (8)2.2.2轻量化且高功率密度 (9)2.2.3 较低的油耗和排放 (9)2.2.4良好的平衡性和缓振性 (10)2.2.5 扁平燃烧室以及侧喷射燃烧 (10)2.3对双对置结构布置形式的发动机进行运动分析 (11)2.3.1活塞运动规律 (11)2.3.2 结果分析 (13)2.4本章小结 (14)2.4.1 OPOC发动机的结构特点及优势 (14)第三章扫气过程的研究 (15)3.1扫气过程基本形式 (15)3.2 扫气效率的影响因素 (16)3.3 OPOC发动机的扫气过程 (17)3.4本章小结 (18)第四章双对置二冲程柴油机扫气过程的三维仿真分析 (19)4.1 模型建立与网格的划分 (19)4.1.1 三维模型的建立 (19)4.1.2 体网格的划分 (20)4.1.3 动网格的生成 (21)4.2 求解器的设置 (22)4.2.1 运行模式的设置 (22)4.2.2 边界条件的设置 (23)4.2.3 初始条件的设置 (26)4.2.4 控制方程 (26)4.3 双对置二冲程柴油机扫气过程仿真结果分析 (27)4.3.1 扫气效率分析 (27)4.3.2 缸内气流流动分析 (30)4.4 本章小结 (31)第五章总结 (32)参考文献 (34)致谢............................................... 错误！未定义书签。

LPG二冲程直喷发动机分层混合气形成过程的数值模拟

LPG二冲程直喷发动机分层混合气形成过程的数值模拟摘要：曲轴箱扫气二冲程直喷发动机转速较高，燃料与空气混合时间很短，并且由于是采用可燃混合气进行扫气，所以容易出现未然碳氢化合物的短路造成排放恶化、污染大气。

二冲程直喷发动机利用新鲜空气进行扫气促使废气排出，燃油时通过缸内喷嘴供给，会在缸内形成“锁油”现象，避免了燃油的浪费，改善了排放性能。

利用A VL fire流体计算软件模拟分析结果表明，在BTDC40°CA开始喷射燃油，方向是与轴线成55度夹角时可以在BTDC20°CA，获得在火花塞附近为较浓，依次向外浓度降低的分层混合气。

关键词:LPG;分层混合气；缸内直喷；引言：随着汽车拥有量的不断增加，汽车尾气污染已经超越老牌的工业污染，成为空气污染不容忽视的“祸首”。

过去几年，民用机动车(即非军用车、公务车和私家车)的数量每年以15%的速度增长，私家车年增长率更是达到20%。

汽车保有量的快速增长使我国环境遭遇前所未有的压力，寻找一种新型可替代清洁能源已刻不容缓。

电动汽车由于对环境影响较小，受到了前所未有关注，但由于因为存在行驶距离、成本和充电时间等问题，加之电池技术还不成熟，电动汽车目前不可能完全替代传统汽车[[[]邓宝清, 宫长明. 汽油/液化石油气两用燃料摩托车的性能与排放研究[J]. 内燃机学报, 2003, 21(1):49-52 ]]。

作为一种新型清洁能源，LPG具有气化潜热高、抗爆性好、饱和蒸汽压高、沸点低等优点。

LPG汽车尾气排放中的CO、HC和NOX等有害成分大为减少，没有黑烟和积炭，有利于环境保护[[[]李西秦, 徐兆坤, 邵千钧. LPG喷射形式对发动机性能的影响[J] . 内燃机工程, 2004, 25(2):43-45]]。

LPG分层混合气形成过程要求采用喷雾引导模式进行，所以对于发动机的缸内气流组织要求并不是非常明显。

所采用的计算模型采用的是上述发动机模型，在压缩后期进行喷雾，已达到在火花塞附近形成较浓的混合气，在距离火花塞点火位置较远的区域形成稀混合气[[[]Baker P, Watson H. MPI Air/Fuel Mixing for Gaseous and Liquid LPG[C]. SAE Paper 2005-01-0246 ]]。

二冲程发动机扫气计算

⼆冲程发动机扫⽓计算A P P L I C A T I O NB R I E F S F R O M F L U E N TIn two-stroke internal combustion (IC) engines, each outward stroke of the piston is a power stroke. To achieve this operating cycle, a fresh charge of air and fuel must be supplied to the engine cylinder at a high enough pressure to displace the burned gases from the previous cycle. The combined intake and exhaust process that clears the cylinder of burned gases and fills it with a fresh mixture (of air and fuel) is called scavenging. An analysis of scavenging is very important as it plays a major role in determining the efficiency of an IC engine.To study the scavenging process, FLUENT's dynamic mesh feature is used to model the motion of the two-stroke engine during a typical cycle. The dynamic mesh model requires as input an initial mesh along with a specification of the motion of the moving parts. In the case of an IC engine, the prescribed motion of the piston is required. The solver moves the components accordingly, and then automatically reconstructs the mesh, employing one, or a combination of two or three of the three available remeshing schemes: dynamic layering, springEX204are assumed to be compressible.The geometry of the diesel engineand its components is shown inFigure 1, with the piston in red.There are three intake portsspaced 120 degrees apart, and one smoothing, and local remeshing.To track the flow of the two gases,a simulation involving two non-reacting species is used. Onespecies represents the reactionproducts, and the other representsthe fresh air-fuel mixture.This strategyhelps identifythe fraction ofburned gasesleft in thecombustionchamber afterthe scavengingprocess iscomplete. It cantherefore beused to improvethe design ofthe engine andestimate itsefficiency. Theproperties of thetwo speciescould bedifferent, butfor simplicity,both are giventhe sameproperties asthose of freshair. Both gasesScavenging in a Two-Stroke IC Engine In this example, the scavenging process in a two-stroke marine engine is modeled using the dynamic mesh feature in FLUENT 6.1. Species transport is used toassess the ability of air injected into the combustion chamber to displace theburned gases from the previous engine cycle. Results show that the process isworking as expected.Figure 1: The geometryof the engine and itscomponentsFigure 2: The surfacegrid, showing the celllayering that results fromthe piston motionof these is labeled in the figure. There is one exhaust port, which is just above the intake ports and just below the piston in the position shown. The outlet and inlet are shown in blue and green, respectively.To define the mesh motion, periodic rigid body motion is prescribed in the fluid zone above the piston using a built-in user-defined function (UDF), with parameters that are specified by the engine manufacturer. To minimize the cell count and ensure proper resolution of the flow, the dynamic layering technique is used as the pistonmoves. In Figure 2, layers ofprisms are stretched and/or addedto the gray region as the pistonmoves to bottom dead center(BDC), and the cells are collapsedand/or removed from this regionas the piston moves toward topdead center (TDC). The lowerpart of the geometry is meshedwith hexahedral cells. In theremainder of the geometry, atetrahedral mesh is used. Theoverall mesh size varies from141,000 cells when the piston is attop dead center to 180,000 cells atbottom dead center.In the flow calculation, pressureboundary conditions are applied atthe inlet and outlet boundaries.The exhaust port and thecombustion chamber (above thepiston in Figure 1) are initializedwith burned gas whereas the inletports and crank-case (shown inpink in Figure 2) are initializedwith fresh air. The standard k-εmodel is employed to captureturbulence. Figure 3 shows aseries of snapshots of contours ofmass fraction of burned gas on aplane cut through the center of theengine. As seen from the figure,the upper part of the engine isinitially filled with burned gasesFigure 3 : Contours of mass-fraction of burned gas on a plane through the center of the engine at nine times during the engine cycle(red) and the lower part with fresh air (blue). As the piston moves from top to bottom dead center,uncovering the intake ports, the burned gases are pushed into the exhaust port by the incoming fresh air.Figure 4 shows a series ofsnapshots of velocity vectors on the same plane. Examination of these in sequence shows how the incoming flow from the intake ports pushes the burned gas intothe exhaust port. The momentumFigure 4 : Velocity Vectors on a plane through the center of the engine at nine times during the engine cyclefrom the inlet ports is first evident in the top right frame, the third in the series. At this point in time,the opening just begins to form,and as a result the flow in the combustion chamber changes dramatically. The push of burned gases into the exhaust duct is evident during the next several frames shown, as the piston drops down and begins its return motion back to TDC.In summary, the scavengingprocess in a two-stroke IC enginehas been simulated using the dynamic mesh feature inFLUENT 6.1. The results nicely illustrate the ability of the inlet flow to purge the combustion chamber of burned gases from the previous cycle. The model is simple to use and provides an opportunity for design engineers to examine this and other processes during the engine cycle.Results of this type can be used to help them make design changes that improve engine efficiency.。

二冲程发动机换气过程的有限体积法数值模拟

二冲程发动机换气过程的有限体积法数值模拟
二冲程发动机换气过程的有限体积法数值模拟
采用有限体积法开发了在任意欧拉-拉格朗日(ALE)框架下三维非定常流体流动的数值模拟程序.利用该程序对二冲程发动机换气过程中的气体流动情况进行了数值模拟,并给出了二冲程发动机工作过程中不同曲柄角度时的气流速度分布,结果显示该程序对于定量研究工程技术问题中复杂几何体内的流体流动,有着良好的普适性与实用性.
作者：李保卫赵增武张雪峰麻永林李义科苍大强作者单位：李保卫,赵增武,张雪峰(包头钢铁学院冶金工程研究所,包头,014010;北京科技大学冶金学院,北京,100083)
麻永林,李义科(包头钢铁学院冶金工程研究所,包头,014010)
苍大强(北京科技大学冶金学院,北京,100083)
刊名：燃烧科学与技术 ISTIC EI PKU 英文刊名： JOURNAL OF COMBUSTION SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)：2002 8(6) 分类号： O242.1 关键词：数值模拟有限体积法发动机。

6.苏华船舶型线设计系统开发[学位论文]2011
7.赵振宇浮船坞结构强度直接计算方法对比研究[学位论文]2011
8.古一SVM在主干网络入侵检测中的研究与分析[学位论文]2011
9.于鹏搁浅船舶危险度定量研究[学位论文]2011
10.李志凡168F通用小型汽油机振动研究[学位论文]2011
本文链接:/Thesis_Y1896373.aspx
2.高怡秋.周振东.GAO Yi-qiu.ZHOU Zhen-dong弯曲叶片匹配特性研究[期刊论文]-汽轮机技术2009,51(2)
3.余小兵.丰镇平孔-槽和孔-坑结构对叶栅端壁气膜冷却特性影响的研究[会议论文]-20095.杨渐.俞昌喜.林菁.YANG Jian.YU Chang-xi.LIN Jing药理学教学团队的建设与思考[期刊论文]-福建医科大学学报(社会科学版)2011,12(1)
二冲程船用柴油机扫气过程CFD模拟分析
作者:张航
学位授予单位:大连海事大学
1.钱佳.王镇宇.戴韧.QIAN Jia.WANG Zhen-yu.DAI Ren长叶片拉金气动影响的数值研究[期刊论文]-燃气轮机技术2011,24(1)

二冲程汽油机扫气过程多维数值模拟

二冲程汽油机扫气过程多维数值模拟
刘兵;杨迪
【期刊名称】《西安交通大学学报》
【年(卷),期】1999(033)001
【摘要】为揭示二冲程汽油机扫气过程的特点,对倒拖工况下二冲程汽油机的气缸、扫气道和排气道内的流场进行了多维数值模拟.计算结果与实验结果表明,曲轴箱与
排气道之间的压差对扫气道的流速有决定性的影响.计算发现,在扫气过程中出现双
环涡和滚涡,且滚涡一直持续到上止点附近.
【总页数】4页(P69-72)
【作者】刘兵;杨迪
【作者单位】西安交通大学,710049,西安;西安交通大学,710049,西安
【正文语种】中文
【中图分类】TK411.3
【相关文献】
1.二冲程汽油机扫气过程瞬态模拟研究 [J], 李昌远;汤东;陈欢
2.扫气道对二冲程直喷汽油机扫气和喷雾过程影响的多维数值模拟 [J], 宋如钢;杨延相;张宝欢;焦楠;孙伟;周颖;任立红
3.二冲程汽油机扫气过程多维数值模拟及扫气系统优化设计 [J], 白京元;刘兵;曾科
4.二冲程汽油机扫气过程的CFD数值模拟与试验研究 [J], 陆军;沈辉;涂强;景陶敬
5.分层扫气二冲程汽油机换气过程的数值模拟 [J], 岳振武
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二冲程自由活塞发动机扫气过程仿真分析

二冲程自由活塞发动机扫气过程仿真分析
马宗正
【期刊名称】《河南工程学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(36)1
【摘要】点燃式二冲程自由活塞发动机扫气过程直接影响发动机的工作性能,故在建立分析模型的基础上,采用数值计算的方法对影响扫气过程的相关因素进行了分析。

结果表明:采用外部供气方式适当提高进气压力可以有效提高扫气效率,增加缸内气体质量;当发动机转速存在波动时,较低转速有利于扫气过程的完成,但对缸内气体质量影响不大;当活塞行程小于设计值时,扫气效果变差,缸内气体质量明显下降。

【总页数】5页(P46-49)
【作者】马宗正
【作者单位】河南工程学院机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TK419
【相关文献】
1.对置式液压自由活塞发动机扫气过程的仿真
2.二冲程液压自由活塞发动机换气过程影响因素的仿真研究
3.进排气结构参数对微型自由活塞发动机扫气过程影响的数值模拟研究
4.二冲程自由活塞发动机-发电机系统设计与工作过程仿真研究
5.二冲程自由活塞发动机扫气与排放仿真研究
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摩托车二冲程汽油机排气系统的模拟计算

摩托车二冲程汽油机排气系统的模拟计算
常英杰;刘德华
【期刊名称】《淮海工学院学报》
【年(卷),期】1997(006)004
【摘要】针对１５Ａ型摩托车汽油机排气系统的流动过程进行了模拟计算，对计算中某些边界条件的计算方法进行了探讨，提出了作者的改进意见。

计算结果与实测排气压力波基本吻合，在此基础上，分析了发动机的结构参数和运转参数对排气压力波的影响。

【总页数】5页(P9-13)
【作者】常英杰;刘德华
【作者单位】中国重汽公司技术发展中心;山东工业大学动力工程系
【正文语种】中文
【中图分类】U483
【相关文献】
1.摩托车二冲程汽油机排气净化措施的研究 [J], 史重九;顾彪
2.摩托车单缸二冲程汽油机排气谐振系统的特性及其应用 [J], 张钟;刘序;曹建国
3.摩托车二冲程汽油机排气动力效应的研究 [J], 黄宜谅;刘德华
4.涡轮增压二冲程汽油机排气系统匹配研究 [J], 杨学锋
5.摩托车用二冲程汽油机缸内工作过程模拟计算方法探讨 [J], 由卿丽;王祝炜;徐新;张晖宇
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