本文關(guān)鍵詞：復(fù)式油氣分離器優(yōu)化匹配研究

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【摘要】：油氣分離器是發(fā)動機曲軸箱強制通風系統(tǒng)關(guān)鍵的組成部分,它能夠?qū)崿F(xiàn)機油油滴從曲軸箱竄氣中分離而出。油氣分離器的應(yīng)用不僅能降低發(fā)動機機油消耗量,而且可以避免竄氣在流入氣缸的過程中污染進氣管路和零部件,同時也有利于降低發(fā)動機的微粒排放量。因此一款高效的油氣分離器對改善發(fā)動機可靠性及排放性有著重要的意義。隨著排放法規(guī)日益嚴苛,大多數(shù)單級油氣分離器由于自身油氣分離性能的局限已經(jīng)無法滿足市場的需求,多級油氣分離器成為了當下的研究熱點并代表了未來的發(fā)展趨勢。本文所研究的復(fù)式油氣分離器是一款兩級式油氣分離器,它由主動部分和被動部分兩級分離結(jié)構(gòu)組成。除了具有油氣分離性能優(yōu)異的特點外,復(fù)式油氣分離器還能通過主動部分葉輪轉(zhuǎn)動速度的調(diào)節(jié)來適應(yīng)發(fā)動機由工況變化引起的竄氣量變化,進而滿足發(fā)動機所有工況下對機油高效分離的需求。本文主要完成了復(fù)式油氣分離器主動部分的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,并開展了復(fù)式油氣分離器與發(fā)動機匹配研究。本文具體研究內(nèi)容如下:(1)對復(fù)式油氣分離器主動部分關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化。針對不同的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計了多種優(yōu)化方案,應(yīng)用CFD方法建立各優(yōu)化方案的仿真計算模型,對各模型對應(yīng)的氣相流場和氣液兩相流場就流體流動情況和油氣分離情況進行了分析和對比,從中選取綜合性能最優(yōu)的優(yōu)化方案作為主動部分最終的設(shè)計結(jié)構(gòu)。(2)完成了復(fù)式油氣分離器與長城汽車公司GW4D20發(fā)動機的匹配設(shè)計。將兩者間匹配問題轉(zhuǎn)化為主動部分葉輪轉(zhuǎn)速與曲軸箱竄氣量耦合的問題,根據(jù)實測的發(fā)動機不同工況下曲軸箱竄氣量分布,應(yīng)用CFD方法針對不同竄氣量不同葉輪轉(zhuǎn)速建立了一系列復(fù)式油氣分離器仿真計算模型,通過對各模型氣相流場和氣液兩相流場的研究,分析了主動部分葉輪轉(zhuǎn)速對油氣分離效率和壓力損失的影響,綜合考慮多種因素確定了不同竄氣量下復(fù)式油氣分離器的最佳匹配轉(zhuǎn)速。進一步分析了竄氣量與該竄氣量下葉輪最佳匹配轉(zhuǎn)速間的關(guān)系,完成了復(fù)式油氣分離器與發(fā)動機全工況下的匹配標定工作。(3)對復(fù)式油氣分離器與發(fā)動機的仿真匹配方案進行了有效性驗證。搭建了發(fā)動機試驗臺架,設(shè)計并加工制作了復(fù)式油氣分離器樣件,測量了該樣件在不同發(fā)動機工況下不同葉輪轉(zhuǎn)速對應(yīng)的油氣分離效率以及曲軸箱壓力情況,將試驗結(jié)果與對應(yīng)的仿真結(jié)果進行對比,發(fā)現(xiàn)兩種情況下油氣分離效率隨主動部分葉輪轉(zhuǎn)速的變化趨勢基本一致,實測的油氣分離效率均在仿真匹配轉(zhuǎn)速附近接近最大,證明了仿真結(jié)果的可靠性。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464.13

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本文編號：1184308