某商用车发动机进气系统流场分析与优化改进

本课题对某商用车发动机进气系统进行流场分析与优化改进。在发动机进气系统设计中,以其进气道几何模型为基础,借鉴相关机型的气道稳流试验数据,运用计算流体动力学理论(CFD)和有关数值计算方法,对4种不同气门升程下的进气道缸内流场特性进行了计算分析。建立了评价进气道稳流特性的有关计算模型,给出了其进气流量、进气道内气流分布、不同气门升程下缸内流场特性、流量系数和涡流比等参数,为进气道性能优化、评价和再设计提供了方法和依据。并对进气系统模型进行优化,再次进行流场分析后进气系统流量系数得到提高,大幅提高了发动机进气系统的进气效率。     

发动机可变进气系统流动特性模拟分析与试验研究

对一1.25L单缸4气门发动机进行可变进气的改进设计,以便优化发动机的中小负荷性能.以初步设计的进气道模型为基础,建立了评价进气道稳流特性的计算模型,对不同进气模式在不同的气门升程下的进气道和缸内流场进行了模拟计算,得出了进气道内的气流分布、流量系数、涡流比和滚流比等参数,并与气道稳流试验数据进行了对比分析.     

进气道对火花点火发动机性能影响的试验研究

提高火花点火发动机缸内空气运动的滚流与涡流强度，可以增加燃烧室中的湍流强度，加快火焰传播速度和燃烧速率，从而改善燃烧过程，提高发动机的动力性，通过对2气门TJ376Q汽油发动机进行试验，设计了新型进气道，稳流试验台检测表明，所设计的新气道涡流比，滚流比和流量系数比原气道都有较大提高，进气系统的流动特性得到改善，提高了发动机的最大扭矩和最大功率输出。     

汽油机进气道及缸内气体流动试验研究与数值模拟

利用中国第一汽车集团公司技术中心自行研制开发的滚流试验台,采用AVL气道流通特性评价法则测量了某汽油机进气道的滚流比和流量系数.应用计算流体力学仿真软件STAR-CD,采用有限容积法对该汽油机进气过程进行了数值模拟计算.模拟结果与试验结果吻合较好,因此在模拟分析的基础上提出了改进措施.模拟结果表明,加装合适的副气道可达到提高滚流强度而不损失流量系数的目的.     

柴油机螺旋进气道三维数值模拟及其结构优化

以计算流体力学(CFD)技术理论为基础,利用三维数值模拟软件AVL-Fire分析新型6160船用柴油机螺旋进气道,得到缸内的流量系数、涡流比以及流场特性云图.通过三维建模软件CATIA将原气道不足之处改进优化,对改进后的螺旋进气道进行稳态和瞬态模拟分析与评价,结果表明:优化后的螺旋气道进气性能提高15%左右,涡流产生能力提高20%左右.     

滚流对火花点火式发动机性能的影响

火花点火发动机气缸内空气运动的滚流与涡流一样，都可以增加燃烧室中的湍流强度，提高火焰传播速度和燃烧速率，从而改善燃烧过程，提高发动机的动力性能。本文详细介绍了滚流形成机理和影响滚流的气道参数。对2气门TJ376Q发动机的试验结果表明：新进气道的设计提高了缸内空气运动的滚流强度和流量系数，通过进气系统的优化，可以增加发动机最大转矩和最大功率输出，试验在电控燃油喷射下精确控制燃油，降低了最低燃油消耗率。     

变压差气道稳流试验台的应用

气道性能(涡流强度、流量系数)对发动机的动力性、经济性和排放有重要影响。气道稳流试验台是目前最常用的综合评价进气道流动特性的实验装置,根据测量方法的区别可分为变压差和定压差。其中变压差试验方法相对于传统的定压差试验,具有快捷、高效的特点,减少气道稳流试验中的调整气道压差为恒值的操作程序。本文基于TUST-101气道稳流试验台的实际应用,对比了2种试验方法的差异,并根据实际应用对试验台进行部分改进以提高精度。     

V8汽油机进气系统的研究

本文介绍了在稳定气流试验台上对汽油机进气系统研究的结果,经过试验和改进,轿车用V8汽油机进气道的流量系数达到O.608,较原设计的C型发动机进气道提高了41.7%。经过发动机台架试验,第一轮试制的A型发动机最大功率达到274马力,升功率为41.6马力/升,最低比油耗为213克/马力小时。本文曾在1978年汽车学会第二届年会上宣读。参加试验的还有丁相林,周永尧,荆永刚,王志强等同志。     

4气门直喷柴油机进气流动和缸内流场的研究

在一款4气门高速直喷柴油机上,采用稳态试验和数值模拟对螺旋气道、切向气道和组合气道的流动特性进行了研究。提出了两个进气道组合时流动干涉的分析方法,并利用数值模拟方法,进一步探讨了进气流动对缸内流场的影响规律。结果表明:采用组合进气道可使进气流通面积增加约一半,从而使充气效率提高约1/4;另外,组合气道的进气流动存在相互干涉,这种干涉作用对流量系数影响不大,但对缸内的涡流运动却有较大影响。     

某柴油发动机非对称螺旋式进气道进气过程模拟分析

本文以STAR-CCM+作为三维数值模拟软件,对某柴油发动机最大进气升程下的进气道和缸内的流场特性进行模拟分析,通过模拟分析对比了更改发动机缸径对进气的影响,可以比较直观的了解进气道和缸内流场,为进气道结构优化、评价、再设计以及燃烧室的匹配提供了方法和依据。     

进气节流对车用柴油机性能影响的试验研究

为了满足DPF主动再生温度需求,研究了进气节流对柴油机性能的影响.在某款高压共轨柴油机进气道加装电子节气门,在转速为1600 r/m in和2000 r/m in时,选取低、中、高三个典型负荷,研究不同节气门关度下进气流量对柴油机过量空气系数、燃油消耗率、排气温度及排放特性的影响.试验结果表明:随着节气门关度的增大,发动机过量空气系数逐渐减少,在低速中负荷条件下过量空气系数最大能降低14％;燃油消耗率随着节气门关度的增加呈现先下降后上升的趋势;进气节流可以显著提高排气温度;进气节流增加会导致CO排放和烟度的恶化,在较小的节气门关度下,T HC和NO x排放有所改善.     

LJ377MV发动机进气过程仿真

发动机进气系统的气体流动特性复杂,影响发动机的充气效率和换气损失,对发动机的动力性和经济性有重要影响,准确地模拟进气过程能为进气道的设计优化提供依据。文章以STAR—CD／CCM＋作为三维数值模拟软件,对6mm进气升程下的LJ377MV发动机的进气道一缸内的流场特性进行三维数值模拟,通过数值模拟可以比较准确而直观地了解进气道和缸内流场,为进气道结构的优化、评价、再设计以及与燃烧室的匹配提供了方法和依据。结果表明,数值模拟很好地表达了进气过程中缸内气体流动的特性,可信度较高、     

进气道螺旋段关键结构参数多目标优化设计

采用气道稳流试验、CFD稳态模拟,结合多目标优化设计手段,研究YN柴油机单螺旋进气道螺旋段的最小截面积、蜗壳内半径、蜗壳外半径和螺旋室高度4个关键结构参数对气道流动特性的影响。结果表明:通过回归分析获得的近似数学模型,可实现气道结构参数与气道性能的正向定量研究;通过对原机气道螺旋段结构参数的多目标优化,可实现在流量系数小幅降低(0~3.98%)的条件下,涡流比的明显提高(9.3%~14.34%)。     

电控发动机冒黑烟故障的分析与检测

各传感器及执行器技术性能对冒黑烟故障的影响温度传感器温度传感器包括水温传感器和进气温度传感器。水温传感器装在发动机的出水口,用于反映冷却水的温度：进气温度传感器装在进气道中（或是与空气流量传感器装在一起）,用于反映发动机的进气温度。当前的大多温度传感器都采用负温度系数的半导体材料硅制成,其电阻值随着温度的升高而降低。     

基于Fluent进气系统流场数值模拟与结构优化

针对某车型平台上4A91S发动机进气系统结构,提出了基于CFD的结构优化方法。利用Fluent对该进气系统进行数值模拟,分析其流场特性,以发动机进气阻力最小和气体流动均匀为优化目标,改进对发动机进气阻力和流动均匀性影响大的结构因素。对比进气系统结构改进前后的流场特性,为汽车进气系统结构设计提供相应参考。     

前置后驱车型用自然吸气发动机塑料进气歧管开发

文章以某前置后驱车型自然吸气发动机用塑料进气歧管的开发为例,叙述了前置后驱车型用进气歧管的结构特性。应用发动机一维性能仿真(AVL-BOOST)优化进气歧管参数(气道长度)、应用Hypermesh进行有限元分析的前处理,CFD仿真(AVL-FIRE)模拟进气歧管的流动特性,得到满足兼顾低速扭矩与最大功率的进气歧管结构。通过试验验证,新开发的进气歧管性能满足开发目标,性能曲线与仿真结果趋势相同。通过文章的研究,可指导前置后驱车型自然吸气发动机用塑料进气歧管的开发工作。     

基于无凸轮式进气型线的发动机进气性能研究

建立某增压CNG发动机仿真模型,验证模型的准确性。设计了进气晚关角为0°的无凸轮式进气型线并使节气门全开,模拟分析了转速1 600 r/min、进气管压力120 kPa时,无凸轮式进气型线对该发动机进气性能的影响,并与原机进行对比。结果表明:该工况下,采用无凸轮式进气型线,进气门在下止点关闭时,能够有效防止进气回流,发动机充量系数相比原机提高1.70%,指示功率相比原机提高1.29%,燃油消耗率相比原机降低2.88%,由进气过程进气道及缸内速度场切片和一维仿真数据可知,循环进气量提高1.45%,进气更为充分;进气压力与转速升高时,无凸轮式进气型线对应的最佳进气晚关角也应增大。     

某车进气系统噪音的优化与改进

对某车发动机进气噪音的频谱特性,对原空气滤清器和进气管的结构进行改进与优化设计。利用有限元方法计算进气系统的传递损失,并比较改进前后的消音性能。同时,通过整车进气系统噪音试验,进一步验证改进前后进气系统的消音特性。试验结果表明,改进后的进气系统的声压级明显下降。     

应用三维CFD计算发动机进气门流量系数

通过CFD计算求得了 4 91QE电控汽油机的进气门流量系数 ,并与试验数据进行了对比 ,分析了误差的产生原因。分别用计算和试验得到的流量系数对发动机进行了循环模拟 ,计算了发动机在额定点和最大扭矩点进气总管管内的压力波和气体流量 ,二者间的误差在可接受的范围内     

稀薄燃烧发动机改型设计及正时策略优化

基于某高速汽油机,对燃烧室结构、燃油喷射特性、凸轮型线改型设计为稀薄燃烧发动机。提出利用响应面模型对正时策略进行分析和优化的研究方法,并建立利用响应面进行多目标优化计算的流程。以提高有效功率和降低有效燃油消耗率为优化目标,以点火正时、空燃比和进排气正时为设计变量,建立了发动机性能与响应面耦合优化模型。分析与试验结果表明:较标准混合比燃烧时,稀薄燃烧发动机的进排气提前角减小,点火正时提前,最低燃油消耗率下降3.9%,最大功率提升9.7%;同时利用响应面优化方法提高了优化效率。