本文關(guān)鍵詞：4190Z_LC型柴油機排氣道流通特性數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化

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【摘要】：發(fā)動機進排氣系統(tǒng)內(nèi)的氣體流動復(fù)雜,直接影響發(fā)動機的充氣效率、廢氣排放和換氣損失,換氣過程的好壞決定燃燒過程的優(yōu)劣,進而影響發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和排放性。當排氣道結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理時,排氣過程的缸內(nèi)壓力將下降遲緩,排氣不夠順暢,在排氣沖程將更多的消耗活塞的推出功。本研究以4190Z_LC型柴油機排氣道為研究對象,以優(yōu)化流通特性為目的,采用氣道穩(wěn)流試驗和數(shù)值模擬方法對排氣流動進行分析,發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)不合理之處,進而對不合理之處進行改進,最終確定排氣系統(tǒng)的整體優(yōu)化方案。首先,采用AVL定壓差方法對排氣道進行穩(wěn)流試驗,得到不同氣閥升程的流量系數(shù)試驗值;其次,采用逆向工程方法獲取排氣道幾何模型,建立與排氣道穩(wěn)流試驗臺“穩(wěn)壓箱-模擬缸套-氣閥-氣閥座-氣道”相應(yīng)的排氣系統(tǒng)幾何模型;然后,在AVL FIRE軟件平臺上對排氣道進行仿真計算,對比流量系數(shù)的仿真值與試驗值,驗證了模型的準確性;接著,通過對三維流場進行詳細的分析,找出了排氣道結(jié)構(gòu)不合理之處,為該機排氣道流通特性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù);最后,應(yīng)用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,根據(jù)流場分析結(jié)果對排氣道進行優(yōu)化。研究結(jié)果表明:原機排氣道、排氣閥座緊靠氣缸的位置、氣閥座和氣閥等處存在不合理的流動損失,其中排氣道和排氣閥座相對缸蓋位置對流通性能影響較大,氣閥座和氣閥對流通性能影響較小;對排氣系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化后,流量系數(shù)大幅提高,平均流量系數(shù)提高16.71%,流動性能得到改善。該研究為柴油機排氣流道的優(yōu)化提供理論依據(jù)。
【學位授予單位】：集美大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK423

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