發(fā)布時(shí)間：2017-11-14 06:40

  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(dòng)機(jī)曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)關(guān)鍵的組成部分,它能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)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(dòng)機(jī)機(jī)油消耗量,而且可以避免竄氣在流入氣缸的過程中污染進(jìn)氣管路和零部件,同時(shí)也有利于降低發(fā)動(dòng)機(jī)的微粒排放量。因此一款高效的油氣分離器對改善發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性及排放性有著重要的意義。隨著排放法規(guī)日益嚴(yán)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(dāng)下的研究熱點(diǎn)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(dòng)部分和被動(dòng)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(diǎn)外,復(fù)式油氣分離器還能通過主動(dòng)部分葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度的調(diào)節(jié)來適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)由工況變化引起的竄氣量變化,進(jìn)而滿足發(fā)動(dòng)機(jī)所有工況下對機(jī)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(dòng)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(dòng)機(jī)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(dòng)部分關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。針對不同的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)情況和油氣分離情況進(jìn)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(dòng)部分最終的設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)的匹配設(shè)計(jì)。將兩者間匹配問題轉(zhuǎn)化為主動(dòng)部分葉輪轉(zhuǎn)速與曲軸箱竄氣量耦合的問題,根據(jù)實(shí)測的發(fā)動(dòng)機(jī)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(jì)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(dòng)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(jìn)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(dòng)機(jī)全工況下的匹配標(biāo)定工作。(3)對復(fù)式油氣分離器與發(fā)動(dòng)機(jī)的仿真匹配方案進(jìn)行了有效性驗(yàn)證。搭建了發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架,設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)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(yàn)結(jié)果與對應(yīng)的仿真結(jié)果進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)兩種情況下油氣分離效率隨主動(dòng)部分葉輪轉(zhuǎn)速的變化趨勢基本一致,實(shí)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(hào)】：U464.13

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本文編號(hào)：1184308