基于試驗的柴油機進氣道參數化設計方法及流通性能仿真研究.pdf

1、進氣道作為柴油機氣缸蓋的重要組成部分，其幾何形狀及相對于氣缸的位置決定了流量系數及渦流強度的大小，對柴油機的動力性與經濟性有著重要的影響。本文針對進氣道的設計問題，在前人研究的基礎上，開展了快速高效進氣道三維造型設計、利用試驗方法評價進氣道的優(yōu)劣、利用FIRE軟件模擬進氣流動狀況并用于進氣道的改進設計，以及螺旋進氣道關鍵結構參數與其流通性能規(guī)律性等研究內容。在進氣道三維造型設計中，開發(fā)了一種具有良好魯棒性的進氣道參數化設計方法，使造型設

2、計時間可以縮短3/4；引入先進的螺旋與直氣道雙進氣道概念并進行了參數化設計，有效解決了渦流強度與流量系數之間的矛盾。最終形成快速高效螺旋與直氣道雙進氣道參數化設計方法。
　　采用快速成型技術加工了相應的樹脂模型，并完成了穩(wěn)流試驗，采用CFD分析軟件對氣道流通性能進行了數值模擬，并在此基礎上提出了氣道改進措施，最后針對螺旋進氣道的關鍵結構參數和位置參數與其流通性能之間的關系做了研究。
　　參數化設計具有開發(fā)周期短，便于修改等優(yōu)

3、點，本文采用參數化設計方法對發(fā)動機進氣道進行設計。主要介紹了形狀比較復雜的螺旋進氣道的參數化設計方法，建立了某型柴油機的螺旋與直氣道參數化模型，并采用快速成型技術加工了相應的樹脂芯盒。
　　發(fā)動機氣道的穩(wěn)流試驗具有設備簡單、操作方便、成本低以及適于批量檢測等特點，本文在 AVL公司制造的氣道穩(wěn)流試驗臺上對某型柴油機的螺旋與直氣道樹脂芯盒進行了吸風試驗，測得了該氣道模型各氣門升程對應的流量系數和渦流比。
　　通過三維流動數值模

4、擬軟件對發(fā)動機進氣流動進行 CFD仿真，不僅可以獲得進氣道的流量系數和渦流比等宏觀流通特性，而且可以獲得進氣道及氣缸內部流場的微觀信息，為進氣道的改進設計提供重要依據。本文采用FIRE軟件對上述氣道模型進行了三維數值模擬，得到了該模型各氣門升程對應的流量系數和渦流比，并將模擬結果與試驗結果進行了比較，結果吻合較好。然后對缸內的流場分布進行了分析，指出了原氣道模型存在的缺陷，提出了改進措施，對改進后氣道模型重新進行了數值模擬，模擬結果顯示