件， 而且計(jì)算結(jié)果還可以用來為實(shí)際測試結(jié)果做對比,。 通過模擬計(jì)算分析,， 我們可以直觀地了解進(jìn)氣系統(tǒng)中氣流的運(yùn)動(dòng)情況， 并可以探討進(jìn)氣系統(tǒng)部件的主要參數(shù)對流動(dòng)狀態(tài)的影響,。 在本文中,， 使用 CONVERGE 軟件來模擬 110 缸徑的某型號單缸的高功率密度柴油機(jī)的進(jìn)氣過程， 在不同的進(jìn)氣參數(shù)下,， 通過 CFD 計(jì)算,，得到了仿真模擬的結(jié)果， 并且與同參數(shù)下的實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果進(jìn)行對比來驗(yàn)證仿真的準(zhǔn)確性,。 同時(shí),， 采用條件變量法研究了不同進(jìn)氣參數(shù)條件對該型號高功率密度柴油機(jī)缸內(nèi)氣流微觀運(yùn)動(dòng)， 如不同的進(jìn)氣道形狀結(jié)構(gòu),， 不同的進(jìn)氣壓,， 進(jìn)氣溫度等結(jié)構(gòu)和進(jìn)氣系統(tǒng)參數(shù)的變化對該型號高功率密度柴油機(jī)進(jìn)氣過程的影響。關(guān)鍵詞： 高功率密度柴油機(jī),， 仿真模擬,， 進(jìn)氣流動(dòng),， 對比試驗(yàn)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的急速發(fā)展， 對柴油機(jī)動(dòng)力的需求也越來越高,， 普通柴油機(jī)發(fā)展的方
向是節(jié)能減排,， 而高功率密度柴油機(jī)（即提高柴油機(jī)的升功率） 的發(fā)展， 是柴油機(jī)技術(shù)
發(fā)展的另一個(gè)方向,。 德國等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)積極的開展對高功率密度柴油機(jī)的研究,， 大大
提高了柴油機(jī)的性能水平。 其中,， 德國 MTU 公司相繼研發(fā)出了 MT880 和 MT890 系列
的高功率柴油機(jī),， 尤其是 MT890 系列柴油機(jī)是當(dāng)時(shí)世界范圍內(nèi)最高科技的高性能柴油
機(jī)， 之所以命名為 MT880 型柴油機(jī)就是因?yàn)樵摬裼蜋C(jī)的單位體積功率可以到達(dá)驚人的
880kw/m3,， 后續(xù)的 MT890 型號柴油機(jī)單位體積最大功率甚至到了 1300kw/m3左右[1],，
MT890 型柴油機(jī)集成了很多先進(jìn)的技術(shù)， 是當(dāng)時(shí)最為先進(jìn)的柴油機(jī),。
高功率密度同樣是民用動(dòng)力的發(fā)展方向,， 最近， 很多功率密度的民用產(chǎn)品已經(jīng)面世,，
例如 BMW 的柴油機(jī)升功率也可以做到 100kW/L,。 而我國的高功率密度柴油機(jī)發(fā)展相對
滯后， 但隨著國內(nèi)學(xué)者的不斷研究深入,， 也有了一定的發(fā)展,， 例如上汽集團(tuán)推出的 2.0T
柴油機(jī)升功率也可以達(dá)到很高的水平。
與普通柴油機(jī)相比,， 高功率密度柴油機(jī)的特點(diǎn)是高進(jìn)氣壓力和高轉(zhuǎn)速,。 想要提高柴
油機(jī)的功率， 提升缸內(nèi)的有效壓力是最直接也是最有效的途徑,， 通過文獻(xiàn)分析可知,， 國
外的高功率密度柴油機(jī)的缸內(nèi)有效壓力在五六十年前已經(jīng)達(dá)到很高的水平， 主要是因?yàn)?br/>采用了二級增壓系統(tǒng),。 當(dāng)然,， 提高柴油機(jī)轉(zhuǎn)速也可以提高柴油機(jī)的功率， 但是隨著轉(zhuǎn)速
的提高,， 發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)荷會(huì)隨之升高,， 從而增大柴油機(jī)的機(jī)械損失。
但是在高的進(jìn)氣壓力水平下,， 國內(nèi)目前對于缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)的研究還相對較少,， 所以
在高進(jìn)氣壓力條件下， 對于缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)的微觀分析就具有非常重要的研究意義， 尤其
是在高進(jìn)氣壓力狀態(tài)下,， 缸內(nèi)以及進(jìn)氣道內(nèi)流場分析對于高功率密度柴油機(jī)的性能的提
升具有非常重要的研究價(jià)值,。 而柴油機(jī)進(jìn)氣參數(shù)和進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)直接影響柴油機(jī)的動(dòng)力
水平。 為了提升在相同排量下提高柴油機(jī)的輸出功率,， 最有效的方法是增加吸入的空氣量,， 以提高單次循環(huán)的輸出功。 而在提高功率密度的同時(shí),， 進(jìn)氣過程的損失以及如何降
低進(jìn)氣系統(tǒng)的流動(dòng)阻力是一個(gè)越來越重要的問題,。 所以設(shè)計(jì)和匹配最優(yōu)的柴油機(jī)參數(shù)方
案就是研究如何在進(jìn)氣階段使缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)更加合理， 以達(dá)到增加動(dòng)力的作用,。 因此,，
有必要在理論上和實(shí)踐中研究和改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)的性能和結(jié)構(gòu)。
由于高功率密度柴油機(jī)的進(jìn)氣過程是一個(gè)多參數(shù)控制的瞬態(tài)流體運(yùn)動(dòng)過程,， 氣流的
狀態(tài)參數(shù)不僅是空間的函數(shù),， 而且是時(shí)間的函數(shù)， 涉及流體力學(xué),， 空氣動(dòng)力學(xué)等許多方
面的內(nèi)容,， 到目前為很難通過書面計(jì)算直接計(jì)算出來。 而利用仿真軟件構(gòu)建的柴油機(jī)的
進(jìn)氣系統(tǒng)的三維仿真分析,， 不僅可以靈活的設(shè)定各種復(fù)雜的邊界條件,， 而且計(jì)算結(jié)果還
可以用來為實(shí)際測試結(jié)果做對比。 通過模擬計(jì)算分析,， 我們可以直觀地了解進(jìn)氣系統(tǒng)中
氣流的運(yùn)動(dòng)情況,， 并可以探討進(jìn)氣系統(tǒng)部件的主要參數(shù)對流動(dòng)狀態(tài)的影響。 此外,， 仿真
分析不僅可以預(yù)測進(jìn)氣系統(tǒng)的流動(dòng)特性,， 而且可以在理論上可以提供改善的方向,， 所以
對高功率密度柴油機(jī)的進(jìn)氣過程進(jìn)行仿真研究具有非常重要意義,。 尤其是近些年來， 隨
著流體仿真方法的成熟與多樣化,， 一些仿真軟件已經(jīng)在發(fā)動(dòng)機(jī)仿真領(lǐng)域得到了大范圍的
應(yīng)用,。 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) CFD 也由于它成本低， 周期短,， 便于分析等特點(diǎn),， 逐漸成為了
理論分析的支持依據(jù)以及實(shí)際測試的對比手段。更多的優(yōu)秀畢業(yè)論文請?jiān)L問：http://www.docin.com/mydoc-176781054-1.html