本文關鍵詞：柴油機螺旋進氣道數(shù)字化設計方法研究

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【摘要】：隨著世界能源危機的日益嚴峻,排放法規(guī)的日益嚴格,研究高效率、低排放的發(fā)動機勢在必行。柴油機缸內空氣的運動,影響著缸內混合氣的形成、燃燒以及對外輸出的功率,進而影響著柴油機的整體性能。設計并制造出滿足柴油機性能和排放要求的進氣道,成為高效低污染柴油機設計的關鍵技術之一。為此,提出了一種系統(tǒng)的柴油機螺旋進氣道數(shù)字化設計方法,結合穩(wěn)態(tài)試驗、數(shù)值分析與試驗設計方法研究了不同結構參數(shù)對氣道流通性能的影響,建立了結構參數(shù)與流通性能之間的相關關系式,揭示了流通性能與結構參數(shù)之間的關系。首先,通過系統(tǒng)分析螺旋氣道幾何結構以及氣道敏感區(qū)域對氣道流通性能的影響,確定了構建螺旋氣道所需的關鍵結構參數(shù),建立了螺旋氣道參數(shù)化數(shù)學模型,開發(fā)了一款螺旋氣道數(shù)字化建模軟件。提出了一種以氣缸蓋結構為約束條件,渦流比為設計目標,再進行流量系數(shù)優(yōu)化的螺旋氣道數(shù)字化設計方法。針對一款臥式兩缸柴油機螺旋氣道的設計要求,采用螺旋氣道數(shù)字化設計方法建立了螺旋氣道數(shù)字化三維模型,進行了模型光順性分析和流通性能分析。分析結果表明,基于數(shù)字化設計方法設計的螺旋氣道滿足光順性要求和流通性能要求,螺旋氣道數(shù)字化設計方法具有一定的可行性和通用性。其次,對氣道螺旋段、定位和入口部分的八個關鍵結構參數(shù)進行正交試驗分析,研究關鍵結構參數(shù)對氣道流通性能的影響權重。在螺旋段的四個參數(shù)中,蝸殼外半徑、螺旋室高度和螺旋終止角為主要影響因素,蝸殼內半徑為次要影響因素；在氣道定位和入口部分的四個參數(shù)中,氣道入口高度、入口寬度和橫向定位為主要影響因素,氣道縱向定位為次要影響因素。正交分析完成后,選用四個最主要的影響因素：蝸殼外半徑、螺旋室高度、入口高度和入口寬度,讓這四個參數(shù)分別與喉口直徑相除,實現(xiàn)無量綱化。研究這些參數(shù)與喉口直徑的比值變化對流通性能的影響,并分析氣道及缸內流場。研究結果表明,同時采用喉口直徑與某一關鍵結構參數(shù)進行氣道優(yōu)化的效果比只采用一個參數(shù)進行優(yōu)化的效果要好。最后,采用均勻試驗設計方法,研究了蝸殼外半徑、螺旋室高度、螺旋終止角、喉口直徑與氣道流通性能之間的關系。經(jīng)回歸分析得到了關鍵結構參數(shù)與渦流比、流量系數(shù)之間的相關關系式,利用得到的兩個相關關系式對螺旋氣道進行優(yōu)化,經(jīng)過優(yōu)化,在不同氣門升程下,氣道的流通性能得到顯著改善,最大氣門升程下,渦流比從優(yōu)化前的1.826提高到1.914,流量系數(shù)從0.602提高到0.634。分析結果表明,得到的兩個相關關系式能夠很好地對渦流比和流量系數(shù)進行預測和優(yōu)化,可實現(xiàn)在滿足某一最佳渦流比的前提下,流量系數(shù)最大化。
【關鍵詞】：柴油機 螺旋進氣道 數(shù)字化設計 正交設計 均勻設計
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK422
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 課題研究的目的和意義12-14
• 1.2 國內外研究動態(tài)及現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 國外研究動態(tài)及現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 國內研究動態(tài)及現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本課題研究的主要內容及技術路線17-20
• 第二章 螺旋進氣道數(shù)字化設計20-42
• 2.1 螺旋進氣道數(shù)字化設計思路20-21
• 2.2 螺旋進氣道結構參數(shù)化的構建21-30
• 2.2.1 氣缸蓋結構對螺旋進氣道結構設計的影響22-23
• 2.2.2 缸蓋內氣道位置的參數(shù)化構建23-24
• 2.2.3 螺旋進氣道數(shù)學模型的研究24-26
• 2.2.4 氣道本身幾何結構的參數(shù)化構建26-30
• 2.3 數(shù)字化建模軟件的開發(fā)30-36
• 2.3.1 開發(fā)流程30
• 2.3.2 開發(fā)工具30-31
• 2.3.3 啟動菜單欄31-33
• 2.3.4 用戶交互界面33-35
• 2.3.5 應用程序35-36
• 2.4 模型質量的檢驗36
• 2.5 數(shù)字化設計方法的案例驗證36-39
• 2.5.1 設計對象36-37
• 2.5.2 螺旋進氣道參數(shù)化模型的建立37
• 2.5.3 數(shù)字化建模軟件的開發(fā)37-38
• 2.5.4 數(shù)字化模型質量的檢驗38-39
• 2.6 本章小結39-42
• 第三章 螺旋進氣道不同關鍵結構參數(shù)對氣道性能的影響42-66
• 3.1 螺旋氣道穩(wěn)態(tài)模擬計算與試驗驗證42-49
• 3.1.1 進氣流動數(shù)值模擬理論42-45
• 3.1.2 仿真模型的建立與試驗驗證45-49
• 3.2 試驗設計方法49-50
• 3.3 螺旋段關鍵結構參數(shù)對氣道性能影響的正交試驗分析50-58
• 3.3.1 試驗方案設計50-52
• 3.3.2 流動特性分析52-55
• 3.3.3 螺旋段關鍵結構參數(shù)無量綱化對氣道性能的影響55-58
• 3.4 氣道定位和入口參數(shù)對氣道性能影響的正交試驗分析58-64
• 3.4.1 試驗方案設計58
• 3.4.2 流動特性分析58-61
• 3.4.3 氣道入口關鍵結構參數(shù)無量綱化對氣道性能的影響61-64
• 3.5 本章小結64-66
• 第四章 柴油機螺旋進氣道優(yōu)化設計66-76
• 4.1 均勻試驗設計66-69
• 4.2 計算結果分析69-72
• 4.2.1 數(shù)據(jù)處理方法69
• 4.2.2 回歸分析的定義69-70
• 4.2.3 回歸模型的確定70
• 4.2.4 回歸分析70-72
• 4.3 螺旋進氣道的優(yōu)化72-75
• 4.3.1 渦流比的極值優(yōu)化72
• 4.3.2 流量系數(shù)的極值優(yōu)化72-73
• 4.3.3 渦流比與流量系數(shù)之間關系的優(yōu)化73-74
• 4.3.4 氣道及缸內流場分析74-75
• 4.4 本章小結75-76
• 第五章 全文總結與展望76-78
• 5.1 全文工作總結76-77
• 5.2 進一步工作展望77-78
• 致謝78-80
• 參考文獻80-86
• 附錄A 攻讀碩士學位期間參與的項目及發(fā)表的論文86
• 附錄1 參與項目86
• 附錄2 論文發(fā)表86

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 譚偉;程芳;;基于曲面反求技術的汽車排氣歧管逆向開發(fā)[J];機械設計;2007年09期

2 姜水生;朱思巍;黃舒平;;柴油機螺旋進氣道數(shù)字化設計參數(shù)分析[J];南昌大學學報(工科版);2012年02期

3 王梅;;基于UG的柴油機缸蓋氣道CAD設計[J];科技信息;2011年01期

4 常思勤,何小明;柴油機螺旋進氣道的參數(shù)化設計[J];武漢汽車工業(yè)大學學報;1999年01期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 雷基林;高效低污染非道路臥式柴油機關鍵技術研究[D];昆明理工大學;2011年

2 林學東;車用柴油機燃燒系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化及其流動分析[D];吉林大學;2004年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 何常明;柴油機螺旋進氣道的參數(shù)化設計[D];昆明理工大學;2009年

2 胡春雨;在ANSYS環(huán)境下對復雜流道參數(shù)化建模的研究[D];廣西大學;2007年

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本文編號：673777