随着能源危机问题的凸显以及排放法规的日益严格,对发动机动力性、经济性和低污染性提出了愈来愈高的要求。各种新技术如电控技术和可变气门正时技术等都先后在发动机上得到应用。深入剖析这些技术后发现,从机理上理解发动机的气道及缸内的气流运动特性、燃油喷射特性以及油气混合特性是掌握这些技术的核心和关键。数值模拟技术是通过计算机数值计算和图像显示方法,在时间和空间上定量描述流场的数值解。随着计算机技术的飞速发展以及计算流体力学、计算传热学等基础理论的深入研究,采用数值模拟的方法研究发动机工作过程越来越受到重视,并得到广泛应用。本文将上述两者结合起来,运用三维瞬态数值模拟技术模拟四气门进气道喷油汽油机进气、燃油喷射、油气混合及燃烧过程,分析不同喷油参数和配气相位对发动机油气混合过程的影响。本文阐述了发动机工作过程数值模拟的计算方法以及喷油和燃烧模型。利用气道稳态实验测试一款发动机进气道的稳态流动特性。计算该发动机进气道的稳态特性并与气道稳态实验结果对比以验证数值计算的准确性。针对一款四气门进气道喷射汽油机,建立三维动态网格模型。利用AVL-BOOST软件提取边界条件,用AVL-FIRE软件对这款汽油机进气、燃油喷射及油气混合进行数值模拟,计算不同喷油时刻(包括闭阀喷射和开阀喷射)、喷雾锥角、喷油器位置和喷油方向下的油气混合过程,以研究不同喷油参数对油气混合过程的影响。计算并分析原机状态下的燃烧过程。针对另一款VVT发动机,建立不同配气相位下多套动态网格。同样采用AVL-BOOST软件提取的边界条件,用AVL-FIRE软件计算全负荷工况下三种不同配气相位的进气过程,以分析不同进气相位对此工况下进气过程的影响。计算并分析此发动机冷起动工况不同配气相位下的油气混合过程,以研究不同进气相位对此工况下的油气混合过程的影响。