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。     

汽油机进气歧管均匀性影响因素分析及结构参数优选

基于一款增压三缸汽油机进气歧管,采用CFD分析方法研究了稳压腔-支气道过渡圆角、节气门安装角、进气歧管总管长度等参数对进气均匀性的影响.结果表明:增大稳压腔与气道之间过渡圆角,可以降低压损、增大相应支气道的进气流量;节气门布置的角度会对进气歧管内的流场产生影响,从而影响进气均匀性;节气门后总管长度对进气歧管流场分布有较大影响,总管长度越长,稳流距离越长,流场越顺畅,进气均匀性越好.最后采用以上规律结合布置空间优选进气歧管结构参数,使得进气均匀性指标达标,并在气道稳流试验台上得到了验证.     

四气门汽油机进气阶段缸内流场研究

基于一台四气门汽油机对其进气阶段缸内流场进行研究。通过逆向建模建立发动机流体域CAD模型,将其保存为STL格式导入到CONVERGE中进行面网格的处理,之后进行计算参数的设置并计算。文章采用RNG k-ε模型作为缸内流场和湍流过程的数学模型。计算完成后进行可视化后处理,得到了缸内流场和湍动能的分布情况。分析之后得出结论:高速进气射流是缸内湍流的主要来源,高速进气射流对流场的形成起了决定性作用,缸内流场中高湍动能区位置合理,有利于增加火焰传播速度,提高燃烧稳定性。     

基于CFD-PBM模型的消防车气液混合器仿真分析

气液混合器是压缩空气泡沫发生系统的关键部件之一，其内部流场的分布对压缩空气泡沫发生系统的性能具有重要影响。利用Fluent软件，建立混合器CFD-PBM耦合模型，研究不同进气方式对气液混合器内部流场和泡沫粒径变化过程的影响，结果表明：侧壁进气式混合器相对于中心进气式混合器，虽然气液混合均匀性稍差，但混合器内部压力损失更小；中心进气式混合器气液混合初期泡沫以聚并为主，混合后期以破碎为主，侧壁进气式混合器气液混合初期泡沫以破碎为主，混合后期以聚并为主，同中心进气式混合器相比，侧壁进气式混合器产生的泡沫更为致密，粒径大小均一性更好，分布更加均匀。     

某重型卡车进气系统匹配分析

文章目的在于论述某重型卡车进气系统匹配合理性及优化方案的制定及验证。进气系统是为发动机输送清洁、干燥、充足而稳定的空气,以满足发动机的需求。当进气系统匹配不合理时,进气流量不足,导致气缸内燃烧不充分,发动机出现动力不足,油耗高故障。文章以某重型卡车为例,以市场反馈油耗过高为课题来源,基于有限元分析方法,运用FLUENT进行流场分析,确认某重型卡车进气系统匹配是否合理,并分析系统内各零部件内流速及压力分布情况,以计算空气流经各零部件时压降分布情况,对于压降过大的零部件,进行结构优化,减小压降,以使进气系统匹配合理。文章意在解决实际问题,在能应用于实车的基础上,优化进气系统匹配方案,然后按优化后方案进行实物验证,以整车进气阻力试验及整车实际油耗变化情况来确认进气系统匹配的合理性。     

基于Star-CCM+重型车进气系统仿真分析

针对某重型车进气系统,在Hyperworks11.0→Engineering Solutins11.0-CFD中对其进行了含边界层的非结构网格划分。由于进气系统空滤器部分空气流动方向不唯一,仿真计算结果中空滤器部分按多孔介质模型处理时与试验结果差别较大,故对空滤器部分按StarCCM+多孔Baffle处理,并对进气系统进行了流体动力学仿真分析,得到了额定工况下进气系统流场的分布和不同工况下的进气阻力及空滤阻力。最后将空滤器仿真结果与试验结果进行比较,进一步验证了仿真结果的准确性。     

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。     

柴油机进气流动的数值模拟

利用CFD软件对载重车用4气门6缸直喷水冷柴油机进气系统进行三维气体流动数值模拟计算,模拟结果给出了气道及气缸内三维流场的分布。从流场切面图可看出,切向气道和螺旋气道的气流之间存在着相互作用,这种作用有利于形成较大的进气湍流;在进气结束时,发现除了涡流以外还存在纵向的涡,在随后的压缩行程中,这些涡在高速转动的同时能量不断耗散,并将能量传递给周围流场,诱导出一个反方向的纵涡;最后给出了TKE(湍流动能)随曲轴转角的变化图。     

柴油机螺旋进气道流场模拟及参数变动研究

利用FIRE软件建立了某柴油机螺旋进气道的三维仿真模型,对进气流动进行了CFD模拟计算。在用气道稳流试验台验证了仿真模型的准确性后,分析了进气道内部的流场分布。利用模型的方便性考察了进气门座圈倒角、进气道放置角度等结构参数对进气流场分布的影响,得到了一些有参考价值的结论。     

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.     

车用燃油加热器燃烧性能的试验研究

对车用燃油加热器燃烧室进气孔径(流通面积)、孔的分布、孔的方向等几何参数和进排气压力对加热器燃烧性能的影响进行了试验研究。研究表明,燃烧室进气孔的孔径、孔数、孔的分布及方向等均对燃烧性能影响很大;斜孔所产生的旋转进气,虽具有强化燃气混合、消除死区和回流稳焰的作用,但回流过度会使燃烧室及排温过高;保证进排气系统流动阻力(压力)的一致性,有助于保证加热器性能稳定。     

基于一维-三维耦合仿真的进气系统优化方法

提出了基于一维-三维耦合仿真的进气系统优化方法,此方法兼具CFD对进气系统三维流动特性准确描述与一维仿真对内燃机进气系统全局控制的优点。建立了进气歧管三维模型,采用GT-Power软件进行缸内工作过程模型仿真,根据试验数据标定仿真模型。通过一维-三维耦合仿真计算得到进气歧管各转速下的流动参数,以此作为CFD仿真的边界条件,优化进气歧管的结构参数。通过整机试验对进气歧管流动性能进行了验证。试验结果表明,该方法能够较好地指导进气歧管设计。     

电喷汽油机可变进气系统的优化设计

利用发动机一维气体流动模拟程序，对某电喷汽油机进气系统的流动过程进行了模拟计算。对该汽油机采用的可变进气系统的歧管直径和长度、控制阀开关的切换转速等结构参数进行了优化设计。计算结果表明，与原机相比，经优化设计后系统的充气效率最大增加幅值大于11％，且改变了充气效率随转速的变化趋势。分析了配气正时对可变进气系统充气效率的影响。     

柴油机组合进气道布置位置优化研究

针对某型柴油机切向/螺旋组合进气道进气系统进行了稳态流场的数值模拟,分析了组合气道的流动特性,为进气道位置优化提供了依据;在不改变原机气道形状的基础上,通过稳流试验确定了最终进气道位置的优化方案,证实了流动数值模拟在气道优化中的指导作用。     

进气歧管结构对进气流动影响的数值模拟

利用Fluent软件对某型号多缸汽油机进气歧管建立了三维数值模型,并对其稳态流场进行了三维数值模拟与分析,研究了进气歧管主要结构参数对流场特性、压力损失和流量特性等的影响。     

柴油机进气管瞬态流动均匀性三维数值模拟

运用计算流体力学方法对柴油机进气管瞬态流动过程进行了三维数值模拟,讨论了在进气重叠期内,不同工况下进气管内部流场的变化情况。分析了柴油机进气增压压力、转速以及进气重叠时间对各进气歧管出口空气质量流量、进气分配质量、进气最大不均匀度的动态影响。计算结果表明:柴油机进气增压压力越低,进气最大不均匀度越大;进气重叠角越大,进气最大不均匀度也越大;柴油机低转速工作时的进气最大不均匀度要高于高转速最大不均匀度。通过提高进气增压压力、合理优化进气管几何结构,可以减小柴油机在进气过程中出现的进气分配不均匀现象。     

4气门柴油机进气道布置及气体流动CFD模拟

不同的发动机气道组合对进气流量和进气涡流有重要的影响。研究了YZ4102 4气门柴油机螺旋气道和切向气道的布置方案,并对气道—气门—气缸系统中的气体流动进行了三维数值模拟,得到了螺旋进气道单开和两进气道全开状态下气道内部详细的速度场和湍动能等信息,为气道结构优化提供了理论依据。     

涡轮增压器进气旁通再循环系统的研究

通过对增压器压气机进气旁通再循环系统不同环槽结构、环槽位置的设置,验证其对压气机性能的影响程度,从而优化压气机进气旁通再循环系统的结构参数,为拓宽增压器压气机的适用流量范围提供依据。     

切向进气道发动机缸内流场三维瞬态数值模拟

以动态网格技术为基础,采用三维、可压、黏性、湍流模型,应用控制容积法,对切向进气道发动机进气系统三维流场特性进行了瞬态数值研究。研究发现,在进气过程的初始阶段,缸内始终存在一对旋涡,并且沿气缸轴线向下缸内流体出现逐步融合的趋势;随着曲轴转角进一步增大,约在100°CA时缸内靠近活塞的横截面上出现单旋涡;在140°CA时,缸内横截面上大部分都只有单旋涡存在,只在靠近缸盖的横截面上有一个面积较大的主旋涡和一个面积很小的旋涡;当曲轴转角进一步增大,缸内仅存在一个单旋涡,流场压力趋于均匀。采用三维瞬态数值计算可获得稳态计算和试验难以得到的进气系统三维流场流动规律,为进气系统的优化设计提供可靠依据。