汽油发动机:进气运动

Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 提供了预测内燃机中进气运动的方法,包括液体燃料的喷射、随后的蒸发和混合过程以及发动机气缸壁上燃料膜的形成。

在本教程中,您将研究因燃油直接喷射到单个发动机气缸而产生的喷射。燃料组成如下所示:

燃料组分 质量加权
Iso-(异辛烷,2,2,4 三甲基戊烷) C 8 H 18 0.6
C7H8 (甲苯) 0.35
C 7 H 16 (正庚烷) 0.05

注入后,燃料液滴与气缸内气体混合并逐渐蒸发,从而形成可燃混合物。本教程的目标是预测喷射燃料产生的蒸汽质量、液体和蒸气喷射渗透。此外,分析气缸中的燃料/空气当量比以及气缸壁上燃料膜的形成和传输。

发动机几何、操作条件、初始和边界条件以及活塞和阀门的运动与汽油发动机:动力化教程中介绍的相同。

对于半发动机模型,可以在对称平面上创建一个燃料喷射器,并将其靠近进气阀。喷射器尖端的三个喷嘴将燃料引入气缸 — 一个空心锥形喷嘴和两个实心锥形喷嘴。其中一个实心锥形喷嘴朝进气阀的方向喷射燃料液滴。



所有三个喷嘴的喷嘴孔的液压直径均为 0.2 mm,其锥角如下所示:

喷嘴 外锥角 内锥角
喷嘴 1 30.0 度 0.0 度
喷嘴 2 35.0 度 0.0 度
喷嘴 3 33.0 度 15.0 度

此模拟开始于 300 度曲柄角度。燃料喷射开始于 420.0 度曲柄角度,结束于 469.41 度曲柄角度。

以表格的形式指定喷射条件,表格描述了作为曲柄角度函数的燃料质量流量和喷射温度。要指定喷射燃料液滴的直径,可以使用累积分布函数 (CDF) 导入描述液滴直径分布的表。

从最终的汽油发动机:动力化模拟文件开始,使用自动时间步控制清除网格并重新运行模拟。对于电荷运动模拟,自动时间步控制根据预设的阀门升程阈值和燃料喷射的开始与结束来调整时间步长。

运行后,可以使用 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 提供的进气运动专用后处理功能分析模拟结果。