二行程引擎之流場模擬

Abstract

本研究是探討二行程引擎汽缸內流之三維計算。統御方程式包括有質量、動量、能量 、濃度守恆方程式以及k-ε紊流模式。這些方程式是以三維的形式、混合了正交一直 線及F erian-Lagrangian坐標系，以使計算格點能隨著活塞的移動及進排氣口埠的 開閉而伸縮。利用控制容積法將這些方程式轉變成離散方程式，進而用EPISO 方法求 數值解EPISO 方法是一種先預測而後修正的方法，不需要在每一時間區間內反覆疊代 。使用上述方法對一迴環掃氣式引擎進行研究，其汽缸呈一完全圓信體，轉速為3000 rpm 。結果顯示在掃氣階段中從掃氣口開始到排氣口之間形成一個迴環。當掃氣口關 閉時，在汽缸內的流場形成一個滾動渦流，這個渦流在壓縮階段中持續存在著但其強 度逐漸減弱，到壓縮末期才崩潰，由於紊流所造成的混合效應，在壓縮過程的結尾， 汽缸內的濃度分佈趨向均勻。 不同的進口排放係數(inlet discharge coefficient) 和不同的加強掃氣角度(boost angle)對於掃氣效率所造成的影響可歸納如下：較大的進口排放係數增進了掃氣效率 以及供氣比(Seavenge ratio)，但過大或過小的加強掃氣角度對掃氣效率會有不良的 影響，從計算顯示在所使用的角度中以52.5度最適合。