汽油机进气道设计与特性研究

发布时间：2020-10-23 12:53

　　 合理设计的进气道可以有效改善发动机的燃烧过程,这对于发动机的动力性、燃油经济性、排放特性都会产生重要的影响。本文采用CAD、CFD与稳流试验相结合这一现代气道设计与研究的主流手段,在一款1.5升排量增压汽油机进气道的基础上,探究了几何结构对进气道流通能力和滚流特性的影响规律。充分调查了国内外气道设计与研究的现状,总结了进气道稳态流动数值仿真计算所涉及到的数学模型,在此基础上构建了进气道稳态流动模拟计算模型。通过modeFRONTIER软件搭建了自动化计算平台,自动调用Hypermesh、Meshworks、STAR-CCM+完成仿真计算工作。对不同几何结构气道方案进行了稳态流动模拟计算,通过对比分析计算结果,总结了进气道流通能力和滚流特性受几何结构改变的影响规律。对具有一定代表性的气道方案,通过快速成型技术制作了气道芯盒,对其进行了稳流试验,验证了计算所得到的规律。经研究发现,进气道中心线与缸筒轴线夹角越小,进气道流通能力越强,缸内滚流强度越低。增大进气道入口面积会使进气道流通能力和缸内滚流强度提高。在进气道流通面积不变的前提下,将进气道分流位置向来流方向缩进可以在一定程度上提高缸内的滚流强度。借助激光熔覆技术加工气门座可以缩短气门座处气道直线段,提升其形成滚流的能力,但进气道流通能力会下降。研究结果对于深入认识进气道及缸内气体流动状况有一定的积极意义,对于发动机的优化设计提供了有力的依据。
【学位单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U464.171
【部分图文】：

图 1.1 2014 年与 2025 年 CO2排放法规对比Fig 1. 1 Comparison of CO2emissions regulations between 2014 and 2025节能和环保己经成为内燃机行业需迫切解决的两大主题[2-4]。提高发动机的动力性能，降低汽车的排放已经成为国内外学者努力研究的一个重要方向[5-6]。

图 2.1 空间位置固定的无穷小微团模型Fig 2.1 An infinitesimal microsphere model with fixed spatial position图 2.1 的下半部分表示了一质量流量穿过流体微小单元各边界面，令流动速度u 的正向沿 x 轴的正方向，v 的正向沿 y 轴的正方向、w 的正向沿 z 轴的正方向。

图 2.2 动量方程的流体微小单元模型Fig 2.2 The fluid micrometer model of momentum equationFx由两部分组成，即体积力和表面力。记作用在单位质量流体微小单元上力为 f， dxdydz 即为流体微小单元的体积，在 x 方向上即有： x作用在流体微小单元上的体积力的x方向分量 f dxdydz（2-
【参考文献】

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本文编号：2853066