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1D和3D耦合的发动机进气歧管仿真研究

进气系统在很大程度上影响了发动机的动力性、经济性和排放性。前期建立了一维仿真模型,比较真实的反映了发动机的性能,但还是未能真实的反映出管道的真实结构,像一些拐角、突变区域等。进气歧管的设计校验中,虽然三维稳态和瞬态计算能够模拟各个支管的压力分布情况,但是仅用三维计算不能实时得到一维的准确边界,且计算时间太长,不能从整个发动机上模拟瞬态进气过程和谐振效应带来的进气不均匀性。因此,要在1D模型中获得更准确的瞬态边界条件来计算进气歧管的三维流动,或更进一步研究进气歧管结构形状对发动机性能的影响,来指导优化进气歧管的设计。文章以发动机1D燃烧开发软件为基础与3D流体软件相耦合来解决进气歧管设计中瞬态进气过程。     

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])。     

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.     

某柴油机进气歧管EGR率分布

在对某柴油机的数模进行整车搭载时,发现该柴油机进气歧管的EGR阀和EGR管路之间存在间隙小的问题为了解决此问题,对EGR阀座进行了局部调整,共设计了3种方案。为了找出最优方案,文章通过大型CFI）软件AVL-FIRE对进气歧管的EGR率分布进行了数值模拟,对各设计方案进行了分析,通过计算,得到了各方案进气歧管的EGR率以及EGR率的偏差,最后根据评价标准进行评估,结果显示方案2最优,满足设计要求。     

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、     

某进气歧管支架NVH优化及分析

我们针对某型柴油机进气歧管共振产生噪声问题,对进气歧管支架进行进行模态分析,根据结果对进气歧管支架进行优化,并对优化后的结构进行模态分析,得出最终的优化方案。使进气歧管支架避开共振频率范围,提高发动机NVH性能。     

基于WAVE模型的某车用汽油机进气系统优化设计

建立了某汽油机WAVE模型,研究了不同工况下该汽油机进气系统对其充气性能的影响.运用DOE方法对该汽油机进气歧管管径和管长进行了优化设计,采用NSGA对采用二级可变进气歧管的进气系统进行了多目标优化.结果表明,进气歧管无极可变可使汽油机充气效率提高12.58％,采用二级可变进气歧管技术可使汽油机低速充气效率提高11.2...     

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。     

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。     

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。     

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。     

进气管内EGR分布的CFD模拟计算

对于采用EGR技术路线的多缸柴油机,EGR在各缸均匀分布可以确保燃烧质量,降低裸机排放。建立了某六缸国ⅣEGR柴油机进气管三维模型,采用一维和三维模拟软件相结合,对EGR在进气管内的分布进行了流动机理的模拟分析,评估了EGR各种导入方案以及进气管相关零部件结构设计对EGR和空气混合的影响。对模型进行了CFD稳态计算,研究了4种节气门位置对EGR和空气混合的影响。     

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。     

进气系统的优化设计

FSAE赛车发动机进气系统结构参数影响充气效率。文章利用软件FLUENT对进气系统模型进行流场仿真,分析进气系统流场压力、速度等参数分布规律,研究进气歧管流量分布的均匀性,到达优化进气系统的目的。