流體力學(xué)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用

1、流體力學(xué)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用研究空氣和燃?xì)馀c發(fā)動(dòng)機(jī)各零部件相對(duì)運(yùn)動(dòng)及其相互作用的學(xué)科，是流體力學(xué)的一個(gè)分支。 發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)力學(xué)的理論基礎(chǔ)與空氣動(dòng)力學(xué)相同?？諝夂腿?xì)饬鹘?jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部件時(shí)，氣體的壓力、溫度、速度都發(fā)生很大的變化，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)部件和氣體之間還有機(jī)械能的傳遞。 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)力學(xué)的深入研究，為提高發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部件的工作性能打下了基礎(chǔ)。進(jìn)氣道空氣動(dòng)力學(xué) 研究各種類型的亞音速和超音速進(jìn)氣道內(nèi)部和外部空氣的流動(dòng)，尋求最佳的進(jìn) 氣道幾何形狀，使得空氣在進(jìn)氣道內(nèi)部流動(dòng)時(shí)具有最小的流動(dòng)損失，在進(jìn)氣道外部具有較小 的阻力。隨著飛行器飛行速度的提高和飛行速度的大范圍變化，空氣流過(guò)進(jìn)氣道時(shí)產(chǎn)生復(fù)雜 的激波系，激

2、波與固體壁的附面層相交往往使附面層分離產(chǎn)生空氣旋渦，這不僅會(huì)增加流動(dòng) 損失，而且使進(jìn)氣道出口流場(chǎng)不均勻，產(chǎn)生流場(chǎng)畸變，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定。為減少超音 速進(jìn)氣道的流動(dòng)損失，減小進(jìn)氣道出口的流場(chǎng)畸變，正進(jìn)行大量的研究工作。噴管氣動(dòng)力學(xué)研究各種類型收斂噴管和收斂-擴(kuò)張噴管內(nèi)氣體的流動(dòng)和在不同壓降條件下噴管幾何 形狀的調(diào)節(jié)。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的要求確定噴管的尺寸和形狀，使氣體在噴管中加速流動(dòng)時(shí)具 有最小的流動(dòng)損失，從而獲得更大的推力。在噴管燃?xì)饬髦泻幸簯B(tài)或固態(tài)物質(zhì)時(shí)的流動(dòng)稱 為兩相流動(dòng)或多相流動(dòng)。葉片機(jī)氣動(dòng)力學(xué)壓氣機(jī)和燃?xì)鉁u輪統(tǒng)稱為葉片機(jī)。葉片機(jī)氣動(dòng)力學(xué)研究空氣在壓氣機(jī)中和燃?xì)庠谌細(xì)鉁u輪中的流動(dòng)。提高

3、氣體在葉片通道中的流動(dòng)速度 可以減少級(jí)數(shù)、縮小尺寸、改進(jìn)設(shè)計(jì)。氣體的流動(dòng)速度往往接近或超過(guò)音速。對(duì)葉片通道中 的流動(dòng)規(guī)律的研究，使壓氣機(jī)和燃?xì)鉁u輪部件與氣體之間能有效地進(jìn)行機(jī)械能的傳遞，減小 流動(dòng)損失，提高壓氣機(jī)和燃?xì)鉁u輪的性能。燃燒氣動(dòng)力學(xué)研究火焰在可燃?xì)怏w中的傳播、火焰穩(wěn)定的條件，以設(shè)計(jì)出燃燒效率高、流動(dòng)阻力小并具有寬廣穩(wěn)定工作范圍的燃燒室 （見(jiàn)燃燒室、加力燃燒室）。在燃燒氣動(dòng)力學(xué)和燃燒學(xué)的指導(dǎo)下，中國(guó)發(fā)明了沙丘駐渦火焰穩(wěn) 定器，使發(fā)動(dòng)機(jī)加力燃燒室的性能獲得顯著提高。發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)力學(xué)還研究?jī)晒刹煌芰繗饬鞯臐B混或引射。發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)力學(xué)的研究，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助下已廣泛應(yīng)用有限差分、 有限元素等

4、數(shù)值計(jì)算方法，并在發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)力學(xué)的許多領(lǐng)域內(nèi)達(dá)到數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較 吻合的狀況。電子技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)所用混合氣的空燃 比、點(diǎn)火時(shí)刻、怠速轉(zhuǎn)速、配氣定時(shí)等對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和 排氣凈化有很大的影響，采用控制空燃比的電子燃油噴射系統(tǒng)，調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)刻的電子點(diǎn)火調(diào)節(jié)系統(tǒng)及 控制怠速轉(zhuǎn)速、配氣定時(shí)、可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制裝置等發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制系統(tǒng)就可滿足上述要 求。:發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)用傳感器是整個(gè)汽車傳感器的核心，種類很多，包括溫度傳感器、壓力傳感器、位 置和轉(zhuǎn)速傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器和爆震傳感器等，這些傳感器向發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單 元（ECU）提供發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況信息，供ECU對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況進(jìn)行精確控制，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的 動(dòng)力性、降低油耗、減少?gòu)U氣排放和進(jìn)行故障檢測(cè)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的苛刻環(huán)境對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)所用的非金屬材料有耐久性和可靠性等使用要求; 發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的設(shè)計(jì)還要考慮動(dòng)力性、振動(dòng)噪聲、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性的要求。因此，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī) 用非金