毕业设计（论文）-发动机缸内燃烧影响因素分析研究.doc

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1、中北大学2010届毕业设计说明书1.绪论1.1 研究的目的和意义内燃机的诞生已有一百多年的历史。经过长期不断的改进和提高，内燃机已经成为一种比较成熟、完善的动力机械。由于它的热效率较高、适应性好、结构紧凑等优点而在车辆、船舶、工程机械等领域内取得了广泛应用，发挥着日益巨大的作用。为了节约能源，应对全球性的石油危机，内燃机经济性能的提高和新燃料的应用研究日益受到重视。为了保护环境，降低大气污染，对内燃机有害排放指标和噪声的限制也越来越高，这些都对内燃机的工作过程提出了更加严格的要求1。燃烧过程对内燃机性能影响的重要性是众所周知的。它是内燃机工作循环的中心环节，它与内燃机的基本运行参数，如功率、效

2、率和排放等直接关联。长期以来，由于燃烧过程的复杂性，燃烧过程只能借助于实验进行研究，这种研究方法不仅要受到实验条件、测试技术、实验仪器精度等的限制，而且有时根本无法完成，这就给研究燃烧过程带来了很大的局限性1,2。 随着高速CPU、大容量硬盘的不断问世和飞速发展，利用计算机建立各种科学的数学计算模型，进行缸内过程的三维数值模拟成为可能3。利用数值模拟，借助较为完善的数学模型，不仅有助于分析理解燃烧机理，还可以对内燃机性能进行预测研究，改变各种结构参数和运行参数，为新发动机的优化设计和旧发动机性能改善提供指导，从而简化实验工作，缩短研制周期，为内燃机研究工作的开展提供了一个更为广阔的发展平台4。

3、基于这种情况，本文对发动机工作过程作接近实际的模拟，建立了一个适合汽油机工作过程计算的准维湍流燃烧模型。1.2 内燃机燃烧模型的国内外现状 以流体力学、传热传质学、化学反应动力学、燃烧理论和计算数学为基础，以高速大容量计算机为主要工具，通过计算手段来探索自然界、工程实际和社会生活中各种燃烧现象的机理，研究各种燃烧系统和装置中燃烧过程的规律和特点，从而实现对各种燃烧现象进行准确的分析和预测。内燃机燃烧数值模拟方法已成为内燃机系统的研究、设计和优化的一个强有力的工具5。从上个世纪40年代以来，对于燃烧模型的研究逐渐开展并提出了各种内燃机燃烧模型及其计算程序，1943年出现了研究内燃机燃烧模型的Da

4、mkolerShelkin的皱折理论，认为紊流的脉动作用使光滑的层流火焰面弯曲且皱折变形；1956年出现了另一种Summerfield微容积扩散燃烧理论6，认为湍流对燃烧的影响以微扩散为主；1968年Tennkes首先提出了湍流场结构的猜想；1971年，Spalding提出旋涡破碎模型（EBU），在此基础上，Magnussen和Hjertager7等人提出了湍流控制涡破碎模型(turbulence controlled EBU model)；在Magnussen提出的湍流控制涡破碎模型基础上，Abraham8将时间尺度修正为层流一湍流特征时间尺度，应用于火花点火发动机模拟，Patterson9

5、将其应用于柴油机，形成了层流一湍流特征时间模型；1991年，日本九州大学城户裕之等人提出了具有群岛状和分型几何火焰面的预混合湍流传播火焰构造模型。事实上，对内燃机工作过程的计算直到30年前，内燃机理论基本上是建立在理论循环基础之上的，常规的工作过程计算对实际工作进行了很大的简化。计算机技术和计算流体力学CFD的飞速发展，为数值模拟计算提供了条件，促进了数值模拟内燃机瞬时工作过程的蓬勃发展10。国外，6080年代期间为燃烧过程模拟计算得到高度发展。国内由于计算机技术应用的滞后，直到80年代模拟计算工作才开始大规模进行。目前，国内已有多所高等院校及科研机构正在开展这一工作，每年均有一定数量的论文发

6、表，涉及的燃烧模型包括文章前面提到的所有模型类型。从这些文章可看出，我国在燃烧过程模拟计算方面已由起步进入比较成熟的阶段，特别是在准维模型应用方面，包括汽油机紊流燃烧模型、汽油机紊流卷入模型、柴油机喷注混合模型及柴油机油滴蒸发模型，都取得了显著成果。利用这些模型不仅可以计算缸内压力、温度等参数在不同燃烧时刻的数值，还可以模拟计算各种排放值，如氮氧化物及碳烟。此外，用这些模型还可以进行预测计算，即在改变某一运动参数或者结构参数，如压缩比、混合气浓度、点火提前角、喷油提前角、喷油器喷孔直径、发动机转速、负荷等时，计算发动机各种性能的相应变化。1.3本文主要研究内容为了更好的研究燃烧过程，通过建立汽

7、油机准维燃烧模型，对汽油机工作过程进行模拟仿真。本文开展的工作有：(1) 建立一个燃烧过程的两区准维燃烧模型，其中包括火焰传播模型、几何模型、缸内传热模型等。 (2) 根据汽油机的实际运行场合，在发动机试验台上进行试验，并测得模型计算所需的初始数据和对模型进行验证的示功图。 (3) 利用建立的模型对汽油机的燃烧过程进行数值计算，用实验结果进行验证。在通过试验验证后的模型的基础上，计算缸内的湍流参数，并研究转速、负荷、压缩比、配气相位等对参数的影响。(4) 通过分析得出燃烧过程中的燃油消耗率曲线、功率曲线、缸内压力升高率曲线和燃烧放热率曲线等，研究燃烧过程中火焰的发展情况，研究模型中对燃烧性能有

8、重要影响的参数，确定合理的参数取值范围。通过在一定范围内改变燃烧系统参数，研究这些参数对汽油机燃烧过程及动力性能的影响。第 46 页 共 46 页2 汽油机燃烧模型火焰传播是汽油机燃烧的重要特征，强烈地受缸内气流湍流运动的影响。决定性地影响到火焰结构和火焰传播。湍流特性影响燃烧过程，汽油机燃烧实质上是湍流燃烧。湍流燃烧模型就是建立描述湍流，点火、火焰及火焰传播等燃烧特征参数及其相互间关系的一组数学表达式，并与内燃机的结构参数和运行参数联系起来，用以预测内燃机结构参数、运行参数变化后的燃烧特性。由于内燃机的燃烧过程极端复杂，用模型来预测燃烧就更难了，迄今所提出的各类燃烧模型都是实际过程的一种概括

9、和简化，所以带有一定的假设和猜测性，汽油机湍流燃烧模型也是如此。2.1 湍流火焰的结构 内燃机气缸内的气体流动均属湍流流动。湍流是涡不断产生发展、分裂和消失的过程，极大地影响着点火和燃烧，描述湍流结构就成为汽油机燃烧模拟的重要内容。为了定义湍流结构，引入一些特性参数。湍流结构如图所示。图2.1 湍流结构示意图a为低雷诺数的湍流结构，b为高雷诺数的湍流结构图2.2 FSR与Re的关系 决定湍流特性的重要参量有湍流雷诺数Re，是影响湍流火焰传播的最重要的参量。实验表明，混合气在很宽范围内，FSR与Re的关系如图2.2所示。（FSR是湍流层燃烧速度比，Re是湍流的雷诺数）2.2湍流燃烧模型1968年

10、丁克斯首先提出湍流场结构的猜想，1974年布洛文和洛斯柯首先观察到湍流场有确定的结构，RJ塔巴宗斯基等人在丁克斯湍流结构模型的基础上，提出了湍流燃烧模型。模型假定：着火发生在以科尔莫果诺大尺度表尔的高耗散区内，着火后燃烧沿着涡管以速度()向前推进，即以湍流强度 (对流)加上层流燃烧速度 (扩散)之和向外传播，火焰前锋呈球面；在空间内，以层流燃烧速度进行燃烧，因此，尺度为L的湍流涡团的燃烧时间为。2.3燃烧模型的选择所谓内燃机的数学模型，一般是指支配工质通过运转中的内燃机汽缸时的流体力学和热力学行为的一组方程，并用计算机求数值解。通过数学模型模拟内燃机的工作过程，从而达到解决内燃机的实际问题。通

11、常燃烧模型可分为三种：零维模型、准维模型、多维模型。 (1) 零维模型零维模型又称单区模型。它是通过对大量实际燃烧放热过程的统计分析，找出规律性，用经验公式或曲线拟合的方法，建立起一种表达燃烧放热过程参数间的经验关系式，将其复杂的燃烧过程简化表达成几个特征参数间的关系，他们的共同特点是把缸内过程的每一瞬态看成是均匀的，抽去其燃烧物理一化学反应的复杂中间过程，仅把燃烧看成是按一定规律向系统加入热量的过程。这些模型对于分析、计算和预测内燃机性能起了很重要的作用，能够预估燃烧过程中主要性能参数(如与功率有关的发动机特性)。另因其简单，计算费用少，目前在循环模拟计算中，还是得到了广泛的应用。但是，在这

12、类模型中，用简单的数学关系掩盖了燃烧中物理一化学反应过程的本质，因此无法从机理上去把握其规律性。另外均匀态的假设，也不能预测NO。及其其它排放物的生成；而计算的准确性又依赖于经验系数的选取，恰当与否与内燃机机型及运行条件有很强的依赖关系，因而就不能充分反映变运行条件对放热特性的影响。(2)准维模型准维模型是在零维模型的基础上发展而成的，它是将工质的热力数据与汽缸流场联系起来研究燃烧室中的能量转换，从而可以考虑燃烧室几何尺寸、混合气的准备和运转参数的变化对燃烧过程细节的影响，因此该模型能把零维模型的热力学框架可以应用的范围拓展到燃烧过程的变化可能是主导因素之一的问题。它不需要预先给定燃烧放热率，

13、而是将火焰传播过程视为随空间而变化的过程，从更加基本的物理量出发，导出质量燃烧率，力求反映结构参数、运转参数以及湍流对燃烧的影响，而对于其它过程仍按零维处理。此外计算费用仍能保持在许可范围之内，因此，国外对准维模型的研究和应用较多，国内也开展过这方面的大量工作。 (3)多维模型多维模型应该说是当前最为先进的模型。它是基于质量、能量、动量守恒定律，考虑了所有现象，如汽缸内流场、稳流特性、物质的化学浓度、温度等，并全部引入计算方程中的一种详细的三维机构模型。在多维模型中，除时间独立变量外，还有空间独立变量，相应的方程组为偏微分方程组，因此，多维模型的计算十分复杂，只有在大型计算机上才能完成。从上述

14、三种模型的特点来看，多维模型是目前比较精确的模型，它具有考察内燃机几何关系与流体流动相互作用细节的潜力，其控制微分方程为一组偏微分方程，其中包括湍流、化学过程、边界层等许多子模性，用该种模型对缸内燃烧过程进行模拟，只要给出边界条件，就可以求出燃烧室内的速度场、温度场、浓度场、压力场，但该模型在现阶段由于对湍流、燃烧化学等子模型难以确定，以及受到计算机的容量和速度的影响，因此实际使用并不多，故本文选择准维模型进行模拟计算。2.4 准维模型建立的理论基础为了更好的理解AVLBOOST 程序,本章概括出了包括所有可用元件的基本方程式的理论背景.2.4.1 基本方程内燃机循环过程的计算基于热力学第一定

15、律： (2.1)式中：气缸里工质内能变化；工质对活塞做的功；喷入燃料燃烧放出的热量；工质与气缸盖、缸套、活塞进行热交换的热量；由于漏气而引起的焓流；气缸里工质的质量；u比内能；气缸内压力；V 气缸容积；喷入燃料燃烧放出的热量；壁热损失；曲轴转角；漏气焓；气体质量流。热力学第一定律内容为：气缸里的内能变化等于活塞功、燃料燃烧放出的热量、壁热损失和漏气引起的焓流的代数和。对于汽油机，假定： 在燃烧开始前混合物是均匀混合物 在燃烧过程中空燃比是恒定的 即使成分不同，已燃和未燃充气也具有相同的压力和温度。为了求解此方程，需要建立燃烧过程、气缸壁传热和在一定压力、温度、气体组成下的气体性质的模型。建立压

16、力、温度和密度的关系： （2.2）只要气缸内的温度知道，气缸压力可以由气体方程得到。2.4.2 燃烧模型气缸内燃料的燃烧是一个化学过程，它受许多参数影响。其中之一是空气和燃料的比例（空燃比）。如果实际空气比理论需要的多，使燃料充分燃烧，则叫稀燃。反之则叫富燃。下面的方程说明了1kg燃料完全燃烧所需要的化学计量的空气量： （2.3）对于稀燃，一个循环释放的热量可以从气缸里的燃料量和其低热值计算得到。低热值是一种燃料属性，可以从下面的公式计算得到： kJ/kg(2.4)式中：Hu 低热值；c 燃料中碳的质量分数；h 燃料中氢的质量分数；o 燃料中氧的质量分数；S 燃料中硫的质量分数；n 燃料中氮的

17、质量分数；w 燃料中水的质量分数。在富燃中，在循环中产生的总热量由气缸中的空气量决定。即使实际空气比理论所需少，燃料也会全部被转换成燃烧产物。但是，在富燃和稀燃的条件下燃烧产物的组成成分是不同的。燃烧产物的组成成分由所用的燃料类型、空燃比、压力和温度决定。如果有足够的时间达到化学平衡，产物的成分组成总是一样的。事实上，在真实的发动机条件下，上述假设的完全燃烧过程是不可能达到的。对过量空气系数为1.0的燃烧过程来说，这是非常重要的（过量空气系数的定义为：气缸内实际的空气量与理论燃烧所需的空气量之比）。因此，BOOST程序中包含了有关于燃料转换因子的模型，以考虑过量空气系数在0.9到1.2之间的不

18、完全燃烧过程。图2.3表示了汽油机在一定充量的空气下平均有效压力(IMEP)和过量空气系数之间的关系。过量空气系数-图2.3 过量空气系数对平均有效压力的影响2.4.3.燃烧放热率的计算建立燃烧过程模型的最简单的方法是直接指定放热率。发动机在某一运行点的放热率可由测量的缸内压力曲线计算得到。通过对高温循环的逆计算，例如，通过解方程2.2或者2.3，用 代替 ，即可得到相应曲轴转角的放热率。为了简化计算，必须指定无量纲的热输入特性。通过计算循环总放热量由气缸内的燃料量和空燃比确定，BOOST计算出每度曲轴转角所释放的热量。可以用以下方法直接输入放热率曲线：1、韦伯函数（Vibe） 韦伯函数经常用

19、来近似描述发动机真实的放热特征： （2.5） (2.6) (2.7)式中：Q燃料燃烧放出的总热量；曲轴转角；燃烧开始时的曲轴转角；燃烧持续期；m形状参数；a 完全燃烧的Vibe参数，a=6.9。对vibe函数积分，得到从燃烧开始时刻起至某一时刻所烧掉的燃油质量分数，即已燃质量分数x ： （2.8）在图24中显示了vibe形状参数m对vibe函数图形形状的影响。图2.4：形状参数m的影响2、韦伯双区模型对于外部混合的发动机，可以选择一个双区模型。使用vibe函数计算放热率和已燃质量分数。但取消关于已燃和未燃充气有相同温度的假设，取而代之的是用热力学第一定律来分别分析已燃充气和未燃充气。 （2.9

20、） (2.10)下标 b 表示已燃区；下标 u 表示未燃区。式子表示新鲜充量在向燃烧产物转化的过程中，从未燃区流向已燃区的焓流。并忽略两区之间的热流。另外，两区总容积的变化必须与气缸容积的变化相等，两区容积之和必须和气缸容积相等。 （2.11） (2.12)将式子（2.11）带入(2.9)中，并使用基本的代数运算可得到已燃区温度随曲轴转角的变化率。 （2.13）其中： 同样可以建立一个类似的关于未燃区温度的方程。 （2.14）每一时间步已燃混合气的量可由用户指定的Vibe函数得到。对于其它的条件，像壁面热损失等，可以在二区间上适当分配，建立与单区模型相似的模型。2.4.4. 扩散放热率的计算

21、对于发动机瞬时现象的模拟，上述方法是不够的，因为放热特性是随着发动机的速度和负荷而变化的。由于在模拟程序运行之前，瞬时的速度和负荷是未知的，因此，需要一个在某一工况下预测放热率的模型。对于汽油机，燃烧持续期和点火延迟期的变化可由点火时刻气缸内的条件计算得到。 (2.19) (2.20)s 层流火焰速度；f 点火时刻活塞顶到气缸盖的距离。层流火焰速度是缸内条件、空燃比和残余气体摩尔分数的函数。2.4.5 准维燃烧模型BOOST中用于点燃式发动机的准维燃烧模型可以预测均匀充气发动机的放热率。因而要考虑下列参数的影响： 燃烧室形状 火花塞位置和点火定时 缸内充气的组分（残余气体、废气再循环气体、空气

22、和燃料蒸气） 宏观充气运动和湍流程度二区燃烧模型的热力学已经在2.4.3节双区韦伯函数中已简略介绍。双区韦伯函数用来计算燃烧产物的气体状态（如已燃区）和剩余新鲜充气的状态（如未燃区）。但是，放热率是由方程（2.21）决定，而非由用户提供的韦伯函数决定。 (2.21)已燃总质量；卷吸入火焰的质量；特征燃烧时间（即，燃烧单个湍流涡所需要的时间）。卷吸入火焰的质量由火焰表面积、未燃区密度、层流火焰速度和湍流强度计算得到： (2.22)式中：未燃区气体密度；火焰表面积；湍流强度； 层流火焰速度；在点火时刻的特征燃烧时间；t 从点火时刻起的时间。假设火焰从火花塞以球形传播到整个燃烧室，则瞬时火焰半径，火

23、焰面积，已燃区和未燃区内的活塞、缸盖和缸套周壁的面积则只由几何条件决定。但是，实验结果显示，不管是卷吸的还是损耗的燃料都不是严格的遵守几何关系。这可由Bargende的一个公式来修正，该方法改进了随曲轴转角变化的放热率的计算。因此，下面的修正被引入方程（2.22）中。 (2.23) 其中，表示已燃气体的体积；参数和由下式决定：式中，X表示残余气体的容量。由于上述方法有赖于经验公式，因此引进一个基于物理的方法以考虑燃烧和湍流的相互作用。这个方法可以参考燃烧的物理模型，该模型更多的考虑了湍流的影响，它对卷吸入的新鲜充量的贡献，如下所示： (2.24)其中，表示已燃质量分数。湍流的速度由未燃气体的质

24、量分数测得，仅影响新鲜充量。而且，方程式（2.1.24）考虑了燃烧放热率的减少，当残留气体的质量增加时。由燃烧引起的额外的湍流强度按下式估算： （2.25）为了计算湍流强度,采用简单的k模型和作如下的假设： 总的湍流既不受扩散的影响，也不受边界层流动的影响 湍流是等方向性的 在进气冲程中没有进气涡流产生 湍流完全产生在进气冲程 根据快速变形理论假定，瞬时动量守恒。 所有的流动只发生在气缸轴线的方向湍流的动能k被定义为： （2.26）湍流动能变化率描述如下： （2.27）式中，； 。P 产生率；D 扩散率，该因素可被忽略，如设为0 ；C 模型常数；l 湍流长度尺寸，是动能的耗散率。2.5 本章小

25、结 本章介绍了燃烧模型的种类，重点介绍了准维燃烧模型，对BOOST建立模型的相关理论知识做了重点介绍，为后面软件使用和分析计算奠定理论基础。3 应用BOOST建立发动机模型AVL BOOST软件是奥地利AVL LIST公司为建立整台发动机的模型而开发研制的一套一维气体流动和热力学模拟计算程序。它不仅可以在设计阶段预测发动机的稳态和瞬态性能，而且还可以分析成型发动机的热力学过程。模拟的主要目标是减少在昂贵的试验台架上的投资，为进一步的设计指引方向。利用这款软件，我们可以对发动机的性能进行模拟计算，同时可以通过改变结构参数进行大量计算得出各参数的影响趋势。3.1 492发动机工作过程的建立建立计算

26、模型的步骤大致如下：(1)对所研究的492Q型发动机进行分析和测量，收集数据和资料。(2)将实际的复杂的汽油机分解成若干个容易处理的子系统，并运用AVL BOOST软件所提供的模块建立相应的物理模型。(3)根据工程热力学，传热学等方面的知识，将简化的物理模型进行定量的数学描述，将收集的数据及资料输入到相应的模块中去，即建立数学模型。(4)利用己建立的初步模型，进行模拟计算，求出该模型所包含的全部物理参量，并与实际的测量值进行对比，进一步修改模型以达到实用。根据发动机结构，建立工作模型如下图所示： 图3.1 工作过程模型模型由以下元件组成： 4个汽缸 用C表示 1个空气滤清器 用CL表示 2个系

27、统边界 用SB表示 3个增压器 用PL表示 27根管 用数字表示 15个测试点 用MP表示 9个约束点 用R表示 5个接点 用J表示 1个喷油器 用I表示模型的工作过程：空气通过系统边界（SB1）进入空气滤清器，再通过管道1、2、3进入进气管，然后由相应的进气道进入相应的气缸C1C4，再通过排气管，最后经过系统边界（SB2）将废气排入大气。3.2模型参数的设定3.2.1 普通数据输入BOOST要求对整体输入数据的说明优先于任何元件。首先必须定义全局输入数据，选择仿真控制，并输入下面的数据。（1） 普通控制图3.2 普通控制输入以下数据：发动机速度：3800rpm计算模型：单一指定选择的气缸：T

28、ransfer of ROHR混合准备：外部燃油：类型：汽油低热值：43500 kJ/kg化学计量空燃比：14.5参考条件：压力：100000Pa温度：298K（2）时间设置控制图3.3时间控制输入以下数据：循环：四冲程最大计算时间：循环数：50管子：平均单元尺寸：30mm输出：5 deg数据保存间隔：720 deg（3）点火时间输入下面数据：发火间隔（度）0540180360（4）初始化表3.1 初始化数据Set压力（Pa）温度（K）燃油蒸汽燃烧产物空燃比110000030400100002950003400.0701000031500004900114.3（5）发动机摩擦力输入下列数据：负

29、荷：10bar表3.2摩擦力数据发动机速度（转/分）FMEP (Y) bar10001.838003.53.2.2 元件数据输入（1）边界条件SB1、SB2：表3.3 边界条件表大气压力（Pa）气体温度（K）燃油蒸汽燃烧产物比率类型比率数值SB19950030400A/F-Ratio10000SB29950095001A/F-Ratio14.3（2）管子数据的设定：表3.4 管子数据表管子长度（mm）直径(mm)弯曲半径 （mm）摩擦系数（mm）传递系数（mm）壁面温度（K）管1220Table1000000.011304管260601000000.011304管3601001000000.0

30、11304管480Table1000000.0341293管580321000000.041850管680321000000.041850管780321000000.041850管880321000000.041850管930532100000Table1850管1028532100000Table1850管1130032100000Table1850管1227032100000Table1850管1350341000000.0231850管1450351000000.0231850管15360371000000.0221750管16290371000000.0221750管175044100

31、0000.0211850管18970461000000.0211700管19330461000000.0211650管20320TableTable0.0361310管21320TableTable0.0361310管22320TableTable0.0361310管23320TableTable0.0361310管2440701000000.0341304管25105Table1000000.0341304管26970TableTableTable1600管27220Table1000000.0011304对相关表格输入下面数据：表3.5 管相关数据DiameterBending Radiu

32、sFriction CoefficientLocationX (mm)DiameterY (mm)LocationX (mm)BendingRadius Y (mm)LocationX (mm)FrictionCoefficient YPipe 10110220706060Pipe 40806555Pipe 90102.5213.753050.040.040.0230.023Pipe 100102.5213.752850.040.040.0230.023Pipe 1101102053000.040.040.0230.023Pipe 120115182.52700.040.040.0230.02

33、3Pipes20 - 230701151702252653204542.741.336.833.533.433.4010521531501206010000Pipe 25052.5105757565Pipe 260220400570970464645464602205709700100001001000002205709700.0190.060.060.019Pipe 2702204480 设定管子参数时要注意的是管子的摩擦系数与管子内表面的加工程度、管子的材料、管子的长度有关，AVL公司的经验参数如表3.6。表3.6 AVL公司的经验参数表管子直径（mm）3060100150塑料（0.001

34、5）0.0110.010.010.01新型钢结构（0.05）0.0230.0190.0170.016旧型钢结构（0.17）0.0320.0270.0230.021铸铁（min.0.25）0.0370.0290.0260.023铸铁（max.0.5）0.0440.0370.0310.028管子中初始化数据按发动机中的实际情况设定。（3）约束参数的设定约束的参数可以用“元素/参数复制”从一个约束复制参数到另一个约束。表3.7 约束参数表约束数Flow Coefficients for FlowR1R21R3R60.8R7R90.9（4）汽缸参数的设定 一般参数的设定： 缸径： 92mm 冲程： 9

35、2mm 压缩比： 9 连杆长度： 168mm 活塞销偏心： 0.8mm 有效流动缝隙： 0mm 曲轴箱压力： 100000Pa 扫气模型： 完全混合 初始化设定（如图3.4）： 图3.4 初始化参数设定函数参数的设定（如图3.5）： Boost软件中用Vibe函数来表示发动机气缸中的燃烧过程，其中包含如下参数：Start of combustion 点火提前角Combustion duration 燃烧持续时间Shape parameter 形状因子Parameter a 参数(汽油机选择6.9)图3.5 函数参数的设定热传导参数的设定（如图3.6）：热传导气缸中的相关参数设定如下：活塞： 表

36、面积： 5809 壁面温度： 500K 活塞标定系数： 1缸盖： 表面积： 7550 壁面温度： 530K 缸盖标定系数： 1缸筒： 表面积： 270 壁面温度（活塞上止点）： 435K 壁面温度（活塞下止点）： 425K 缸筒标定系数： 1 燃烧系统： DI气缸内涡流比： 0 图3.6 热传导参数设定阀口参数设定：输入以下数据：表3.8 阀口参数数据Controlled byPortPipeControlSurface Area mm2Wall Temp K22Valve03605Valve8300540气道参数设定：管22气门控制气门座内径： 43mm气门间隙： 0mm有效流动面积的比例系

37、数：1.712气门升程：将曲轴转角与气门升程参数导入进去（如图3.7）气门开启角度：340凸轮持续角度：270气门开启角度：340凸轮持续角度：270增量：10图3.7 气门参数设定流量系数（如图3.8）：压缩比：1选择阀门有效行程图3.8流量系数参数设定 管5气门控制气门座内径： 36mm气门间隙： 0mm有效流动面积的比例系数：1.242气门升程：将曲轴转角与气门升程参数导入进去（如图3.9）气门开启角度：130凸轮持续角度：260气门开启角度：130凸轮持续角度：260增量：10图3.9 气门参数设定流量系数（如图3.10）压缩比：1选择阀门有效行程图3.10 流量系数参数设定管22和管

38、5的升程曲线和流动系数曲线表表3.9升程曲线和流动系数曲线表进气管 22排气管 5升程曲线流动系数升程曲线流动系数曲柄角 (X)deg气门升程(Y)mm气门升程(X)mm流动系数(Y)曲柄角(X)deg气门升程(Y)mm气门升程(X)mm流动系数 (Y)3400001300003500.1510.1091400.210.10793601.7420.2021500.9120.2093701.7830.2591601.9830.27753802.9340.30131703.2140.35853904.1450.32531804.3950.40444005.2860.34981905.5360.45

39、0844106.3770.38292006.5470.500934207.3180.39512107.4480.51974308.1290.40672208.1790.5364408.77100.40792308.71100.536024509.25110.40482409.07110.537034609.522509.324709.582609.324809.442709.014909.132808.585008.632907.945107.963007.065207.123106.055306.23205.045405.253303.925504.123402.785602.943501.425701.763600.725800.753700.18