基于試驗(yàn)的柴油機(jī)進(jìn)氣道參數(shù)化設(shè)計(jì)方法及流通性能仿真研究.pdf

1、進(jìn)氣道作為柴油機(jī)氣缸蓋的重要組成部分，其幾何形狀及相對(duì)于氣缸的位置決定了流量系數(shù)及渦流強(qiáng)度的大小，對(duì)柴油機(jī)的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性有著重要的影響。本文針對(duì)進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)問(wèn)題，在前人研究的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了快速高效進(jìn)氣道三維造型設(shè)計(jì)、利用試驗(yàn)方法評(píng)價(jià)進(jìn)氣道的優(yōu)劣、利用FIRE軟件模擬進(jìn)氣流動(dòng)狀況并用于進(jìn)氣道的改進(jìn)設(shè)計(jì)，以及螺旋進(jìn)氣道關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)與其流通性能規(guī)律性等研究?jī)?nèi)容。在進(jìn)氣道三維造型設(shè)計(jì)中，開(kāi)發(fā)了一種具有良好魯棒性的進(jìn)氣道參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，使造型設(shè)

2、計(jì)時(shí)間可以縮短3/4；引入先進(jìn)的螺旋與直氣道雙進(jìn)氣道概念并進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì)，有效解決了渦流強(qiáng)度與流量系數(shù)之間的矛盾。最終形成快速高效螺旋與直氣道雙進(jìn)氣道參數(shù)化設(shè)計(jì)方法。
　　采用快速成型技術(shù)加工了相應(yīng)的樹(shù)脂模型，并完成了穩(wěn)流試驗(yàn)，采用CFD分析軟件對(duì)氣道流通性能進(jìn)行了數(shù)值模擬，并在此基礎(chǔ)上提出了氣道改進(jìn)措施，最后針對(duì)螺旋進(jìn)氣道的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)和位置參數(shù)與其流通性能之間的關(guān)系做了研究。
　　參數(shù)化設(shè)計(jì)具有開(kāi)發(fā)周期短，便于修改等優(yōu)

3、點(diǎn)，本文采用參數(shù)化設(shè)計(jì)方法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要介紹了形狀比較復(fù)雜的螺旋進(jìn)氣道的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，建立了某型柴油機(jī)的螺旋與直氣道參數(shù)化模型，并采用快速成型技術(shù)加工了相應(yīng)的樹(shù)脂芯盒。
　　發(fā)動(dòng)機(jī)氣道的穩(wěn)流試驗(yàn)具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、成本低以及適于批量檢測(cè)等特點(diǎn)，本文在 AVL公司制造的氣道穩(wěn)流試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)某型柴油機(jī)的螺旋與直氣道樹(shù)脂芯盒進(jìn)行了吸風(fēng)試驗(yàn)，測(cè)得了該氣道模型各氣門(mén)升程對(duì)應(yīng)的流量系數(shù)和渦流比。
　　通過(guò)三維流動(dòng)數(shù)值模

4、擬軟件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流動(dòng)進(jìn)行 CFD仿真，不僅可以獲得進(jìn)氣道的流量系數(shù)和渦流比等宏觀流通特性，而且可以獲得進(jìn)氣道及氣缸內(nèi)部流場(chǎng)的微觀信息，為進(jìn)氣道的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。本文采用FIRE軟件對(duì)上述氣道模型進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，得到了該模型各氣門(mén)升程對(duì)應(yīng)的流量系數(shù)和渦流比，并將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果吻合較好。然后對(duì)缸內(nèi)的流場(chǎng)分布進(jìn)行了分析，指出了原氣道模型存在的缺陷，提出了改進(jìn)措施，對(duì)改進(jìn)后氣道模型重新進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬結(jié)果顯示