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缸内直喷汽油机复合喷射进气歧管设计

作　者: 周振巍
导　师: 刘德新
学　校: 天津大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 缸内直喷汽油机塑料进气歧管复合喷射 EGR分层
分类号: TK412
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 271次
引　用: 1次
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内容摘要

进气歧管是发动机进气系统最关键的零部件,由于塑料进气歧管的成本低、质量轻等优点,已逐渐取代了传统的铝合金铸件歧管。本文在吉利4G15GDI发动机基础上,设计了4G15GDI发动机的塑料进气歧管。针对GDI发动机存在的主要排放问题未燃HC和NOx,提出了燃烧理论空燃比的复合喷射技术方案和运用EGR分层技术。通过稳压腔辅助喷射燃油和缸内直接喷射燃油,在缸内形成准均质混合气,利于燃烧,减轻HC排放;通过EGR分层技术,在进气冲程使再循环的废气和油形成废气-油气-废气馅饼状分层,以大大提高发动机对EGR的耐受力,实现高EGR率,降低NOx排放。这两种技术的结合,使GDI的排放问题得以解决。为了组织合理的进气流动,利用一维发动机工作过程仿真软件BOOST,建立了4G15GDI发动机计算模型,确定了稳压腔容积、歧管长度、直径等基本参数。根据复合喷射和EGR分层技术的原理,设计了复合喷射辅助喷油器的位置和EGR分层进气的进口、通路和出口结构,建立了塑料进气歧管的三维模型。CFD流体力学分析和ANSYS结构力学分析的结果表明,进气歧管设计满足设计要求。制作了快速成型样件,在气道稳流实验台上进行了进气一致性的测试和EGR分层充气的模拟对比试验。试验结果表明:本文设计的进气歧管四缸进气均匀性满足设计要求;EGR分层充气能够有效的增加滚流强度。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-17
  1.1 引言  7-8
  1.2 GDI 发动机进气道设计研究的现状  8-11
  1.3 发动机进气歧管的发展现状  11-15
  1.4 本课题意义及主要研究内容  15-17
第二章复合喷射与 EGR 分层技术的原理  17-30
  2.1 GDI 发动机排放问题产生的原因  17-21
  2.2 复合喷射技术  21-24
  2.3 EGR分层充气技术  24-28
  2.4 复合喷射技术与 EGR 分层充气技术的总结  28-30
第三章 4G15GDI 复合喷射进气歧管结构设计  30-44
  3.1 复合喷射方案设计  30-31
  3.2 复合喷射进气歧管主要参数选择及型腔设计  31-37
  3.3 CFD 流体动力学分析结果  37-40
  3.4 复合喷射和 EGR 分层结构设计  40-42
  3.5 ANSYS 结构力学分析  42-43
  3.6 复合喷射进气歧管结构设计总结  43-44
第四章复合喷射进气歧管气体流动性能测试试验  44-56
  4.1 进气歧管稳态流量测试及评价方法  44-48
  4.2 4G15GDI 复合喷射进气歧管气道稳流试验  48-52
  4.3 进气歧管各缸进气均匀性分析  52-53
  4.4 EGR 分层充气增加滚流强度的分析  53-55
  4.5 复合喷射进气歧管气体流动性能测试试验结论  55-56
第五章全文总结和今后工作建议  56-58
参考文献  58-61
发表论文和参加科研情况说明  61-62
致谢  62

缸内直喷汽油机复合喷射进气歧管设计

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