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。     

基于一维、三维及耦合模型的汽油机进气系统优化

建立了基于一维计算流体动力学(CFD)进排气系统的某4缸4行程电喷汽油机工作过程循环数值模型,在验证模型精度的基础上,对发动机的歧管长度和配气相位进行了优化。通过一维CFD模型计算得到的进气系统优化结果,建立了进气歧管的三维稳态CFD模型,分析了歧管各支管的流动阻力和流动均匀性。最后将一维与三维进气歧管模型耦合建立汽油机工作过程循环数值模型,对该发动机工作过程中进气歧管内的动态流动进行了详细解析,分析了歧管长度和配气相位对流动的影响。     

基于进气歧管压力的进气模型研究

介绍了基于进气歧管压力的汽油机进气模型,讨论了实际运用中进气模型的表达式.该进气模型将缸内残留废气分为驻留废气与回流废气两部分,在大负荷工况对进气歧管压力-进气效率转换系数加入非线性修正,更符合实际进气规律.在发动机上进行试验研究,结果表明,该进气模型能准确计算发动机进气量.     

入口流场对进气歧管进气均匀性的影响研究

进气歧管的进气均匀性是发动机的重要性能指标,仿真计算是指导进气歧管设计优化的重要手段,仿真过程是否合理对计算结果的影响较大.针对两款采用行业内最常用计算数据模型和计算工况将均匀性已优化合格的进气歧管,利用star-ccm+软件分别比较其仿真模型在考虑不同的质量流量、节气门角度、入口管路等因素后的进气均匀性差异,探究更精细化计算模型.结合稳流试验台测得的流量系数偏差用以证明计算结果及计算设置模型的可靠性,并结合计算流场和流体理论的分析,最终得出:选取单一质量流量或压差作为计算输入较合理;节气门阀板角、节气门前进气弯管等更贴近实际的入口结构因素对进气均匀性的计算结果存在较大影响,以上因素使得用初始模型已优化至1％ 以内的歧管不均匀度呈现3～10倍不等的恶化;另外,节气门前后的直线段长度对均匀性也有影响.     

内燃机进气过程缸内湍流流场的大涡模拟

为精确描述内燃机进气过程中的缸内流场动态特性,基于非结构化动网格和有限体积法,应用大涡模拟方法对1台模型发动机进气过程进行三维瞬态数值模拟研究。计算采用动态Smagorinsky亚网格尺度模型,得到缸内速度和湍流黏度分布及其随时间的变化。大涡模拟的计算结果与试验值吻合良好,与RNAS模型相比能更精确地揭示流场的瞬变结构和流动的随机特性。     

基于曲轴箱强制通风的汽油机进气模型修正研究

为了更加精确地确定汽油机空燃比,使发动机在不同工况下得到最佳的动力性、经济性和排放性能,需要定时、定量地提供当量空燃比。而喷油量是基于进气量变化的,所以精确地控制进气量是整个控制系统的基础。在传统的进气歧管空气流量平均值模型(MVEM)基础上,考虑了曲轴箱强制通风系统(PCV系统)对进气量的影响,并对改进后的模型在simulink环境下进行稳态和瞬态仿真。通过分析仿真结果,得出了改进模型的进气量和进气歧管压力等参数,模拟结果更能接近实际进气过程,空燃比控制精度得到提高。还对传统进气模型提出了一些改进方向。     

进气歧管的曲通出气结构对发动机进气流量的研究

进气歧管是发动机进气系统的主要零部件,对各缸气流均匀性及进气量有直接影响。曲轴箱通风系统的油气大多会通过管路引入进气歧管,并进入气缸燃烧。通过对进气歧管进行计算流体力学(CFD)分析及气道试验,研究进气歧管上曲通出气结构对发动机进气流量的影响,对进气歧管曲通出气结构的设计有一定的指导意义~([1])。     

电喷汽油机进气歧管的CAD/CFD设计

电喷汽油机的进气系统对整个发动机的动力性、经济性和排放特性有很大的影响，其中进气歧管的尺寸和结构形状是主要的影响因素，需要进行优化设计。文中用CAD／CFD对EQ49li电喷汽油机的进气歧管进行优化设计，并用试验对计算机模型进行验证，整个设计过程表明，所用CAD／CFD优化方法是一种有效的和切实可行的发动机进气系统设计方法。     

小排量汽油机进气歧管CFD优化设计与试验

进气歧管的进气流通性能对整机动力性和经济性有重要影响。通过CAD／CFD方法,计算了原进气歧管模型在进出口定压差下各支管的流动状况,通过分析流场中湍动能的分布,对型芯结构进行了优化,使得进气歧管稳态流通性能得到提升。基于优化后的CAD模型制作了快速成型样件,经过发动机台架性能试验验证,与原歧管相比,发动机充气效率与扭矩性能在中高速段有了明显提升,很好地印证了CFD分析与优化的正确性。     

CA4GE发动机塑料进气歧管的开发

为了提高发动机的效率和扭矩、改善发动机的性能,针对CA4GE发动机研究、设计、开发了发动机塑料进气歧管。采用先进的计算机技术进行分析、计算及设计;采用摩擦振动焊接技术,完成了发动机塑料进气歧管的制造,同时完成了塑料进气歧管的产品性能、台架、道路等一系列试验及在发动机生产流水线上的批量试装。     

进气歧管上曲通结构对节气门体结冰的影响研究

进气歧管为发动机进气系统主要零部件,担任着向发动机各个气缸引入混合新鲜空气的作用,同时决定发动机各个气缸充气均匀性和进气效率[1]。而曲轴箱通风系统的油气大多会通过管路引入进气歧管,并进入气缸进行燃烧。文章通过进气歧管的曲通均匀性分析及冬季试验研究了进气歧管上不同的曲通结构对发动机节气门体处结冰的影响,对进气歧管曲通结构的设计有一定的指导意义。     

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、     

发动机MAP传感器动态特性相关问题的探讨

在对发动机进气歧管中动态波分析的基础上,结合发动机进气歧管压力传感器的动态特性,针对发动机瞬态过程中的空燃比控制问题，提出了MAP动态补偿及基于时间采样的解决对策。     

基于一维、三维耦合分析的歧管式催化转化器结构优化

通过所建立的一维发动机进排气系统CFD模型和三维排气歧管CFD模型,得到了各工况下排气歧管压力损失等数据和排气歧管瞬态流场分布等数据.采用一维、三维耦合方法对某型号歧管式催化转化器进行了结构优化,并通过评价试验分别对原模型及优化后模型进行了性能检测.结果表明,优化后模型的背压降低,压力波动范围变小,压力损失也比较小,改善了内部流场情况,提高了发动机性能.     

可变进气歧管优化设计

由于传统的进气歧管设计往往要按照发动机的具体要求,或者按照高转速的要求设计,或者按照低转速的要求设计,再或者采用折中的办法,但是无论哪种设计,都不能兼顾不同转速时的需求,这时可变进气歧管应运而生,能够适应不同的发动机转速要求。文中对某型可变进气歧管进行仿真分析,分析其在不同工况下的进气均匀性是否满足设计要求。     

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。     

基于一维/三维模型耦合仿真的汽车进气谐振器设计

采用STAR-CD软件,建立了Helmholtz进气谐振器流体动力学模型,利用GT-POWE软件建立465Q汽油机模型,运用STAR-CD与GT-POWER软件建立了谐振器与发动机联合仿真模型,在此基础上,对谐振器和发动机进行了一维/三维模型耦合仿真,得到了谐振器对进气降噪和发动机性能的影响结果。并进行了实验对比,计算值与测量值吻合良好,模拟结果为谐振器的优化设计提供了依据。     

进气管结构对天然气发动机性能影响的模拟与试验研究

利用数值模拟与试验研究相结合的方法分析了进气管结构对天然气发动机性能的影响。结果表明,进气过程中人字形进气管气流运动方向产生较大回转,歧管入口处产生较大涡流,导致流动损失增加,且2缸和3缸存在受相邻进气气缸抢气的现象,造成的各缸进气不均匀性可达6.69%,而谐振进气管不仅各缸的充气量高于人字形进气管,而且各缸进气不均匀性只有3%左右,采用谐振进气管时发动机动力性、经济性和排放性能得到明显改善。     

用真空表诊断发动机故障

发动机进气歧管真空度是检验发动机性能的一项综合性指标，它能反映出发动机机械、电控系统两方面的运行状况，尤其是在诊断D型电喷发动机故障时，测量真空度非常重要。一台运转良好的发动机，在怠速时进气歧管真空度应为64．1～70．9kPa，说明这台发动机点火时间正确，混合气适宜，机械部分良好，如果超出这个范围就说明这台发动机有问题。     

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。