【摘要】：進氣歧管是發(fā)動機進氣系統(tǒng)的重要組件之一,其結(jié)構(gòu)對進氣均勻性、進氣阻力均產(chǎn)生重要的影響,進而影響到整機的動力性、經(jīng)濟性、排放性。所以,進氣歧管良好的結(jié)構(gòu)是一臺性能優(yōu)良的發(fā)動機所不可或缺的。傳統(tǒng)的進氣歧管的設(shè)計,主要依靠的是穩(wěn)流實驗和人員經(jīng)驗,但這種方法的成本比較高,而且需要花費大量的時間。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,越來越多的計算機輔助軟件在汽車開發(fā)中得到應(yīng)用。本文使用一維及三維的仿真軟件,針對2.0L四缸直列四沖程自然吸氣汽油機進行進氣歧管設(shè)計與分析。首先運用GT-Power一維仿真軟件,對目標發(fā)動機進行建模。一維模型的建立主要分為三大部分,分別為進氣系統(tǒng)、氣缸曲軸箱、排氣系統(tǒng)。在對一維模型仿真結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)進行對比驗證準確之后,以發(fā)動機各轉(zhuǎn)速下的充氣效率、扭矩、功率為評價指標,探究進氣歧管的支管長度、直徑、穩(wěn)壓腔容積、外接管的長度、直徑對整機性能的影響規(guī)律并結(jié)合整機需求確定各參數(shù)具體數(shù)值。之后,以一維仿真確定的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)為基礎(chǔ)建立進氣歧管三維模型。并運用Fluent軟件對進氣歧管的內(nèi)流場進行仿真模擬,觀察并探討進氣歧管內(nèi)的壓力、速度矢量的分布以及各出口流量及其均勻度。發(fā)現(xiàn)進氣歧管內(nèi)部流場存在較大局部阻力,分別存在于支管與穩(wěn)壓腔交匯處,支管最小曲率半徑處。且進氣歧管進氣不均勻度較高。因此,決定對外接管與穩(wěn)壓腔交匯處、穩(wěn)壓腔、支管與穩(wěn)壓腔交匯處、支管最小曲率半徑處的結(jié)構(gòu)進行改進。在原有模型的基礎(chǔ)上,對外接管與穩(wěn)壓腔的連接方式,穩(wěn)壓腔結(jié)構(gòu)進行改進,并增大支管與穩(wěn)壓腔連接處倒角,支管最小曲率半徑值。對改進后的進氣歧管再次進行三維仿真分析。發(fā)現(xiàn)局部阻力有了明顯的降低,進氣不均勻度減小,達到進氣歧管的設(shè)計標準。并將此作為最終設(shè)計方案。本文對目標發(fā)動機進行進氣歧管結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時,探究了進氣歧管參數(shù)化設(shè)計的一般方法,為以后的進氣歧管設(shè)計工作提供參考。
【圖文】：

圖 2.1 管道截面突擴 圖 2.2 管道截面突縮 2.2 是管道壁突縮的流體流動情況，從圖中不難看出，，在突變截面前后的兩個拐角渦區(qū)產(chǎn)生。其漩渦區(qū)壓強分布與突變截面之后形成的緩變流均與突擴截面相似。在過突變截面之后，會形成一個過流斷面最小的收縮斷面,其面積為 。 = 1(2 4)是斷面收縮系數(shù)，與局部阻力系數(shù) 密切相關(guān)。 越大，局部阻力系數(shù) 越小。2）截面積逐漸變化引起的流動阻力管道截面突然擴大，突然縮小的壁面情況相對應(yīng)的是逐漸擴大與逐漸縮小。見圖.4。

圖 2.1 管道截面突擴 圖 2.2 管道截面突縮 2.2 是管道壁突縮的流體流動情況，從圖中不難看出，在突變截面前后的兩個拐角渦區(qū)產(chǎn)生。其漩渦區(qū)壓強分布與突變截面之后形成的緩變流均與突擴截面相似。在過突變截面之后，會形成一個過流斷面最小的收縮斷面,其面積為 。 = 1(2 4)是斷面收縮系數(shù)，與局部阻力系數(shù) 密切相關(guān)。 越大，局部阻力系數(shù) 越小。2）截面積逐漸變化引起的流動阻力管道截面突然擴大，突然縮小的壁面情況相對應(yīng)的是逐漸擴大與逐漸縮小。見圖.4。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U464.134.4

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 宋揚揚;王自勤;田豐果;陳家兌;;進氣歧管長度與氣門晚關(guān)角對動態(tài)效應(yīng)影響的對比研究[J];機械設(shè)計與制造;2015年07期

2 沈文卓;;汽車油耗控制與碳排放——從《乘用車燃料消耗量評價方法及指標》新政看控制碳排放[J];浙江化工;2015年05期

3 楊凱;;2014中國汽車市場回顧及2015銷量預測[J];汽車工業(yè)研究;2015年04期

4 程莎莉;朱才朝;;發(fā)動機進氣道流動特性的數(shù)值模擬[J];汽車工程;2007年12期

5 陳巍;杜發(fā)榮;吳健;徐斌;;內(nèi)燃機進氣道流場的CFD計算[J];河南科技大學學報(自然科學版);2005年06期

6 羅馬吉,黃震,陳國華,蔣炎坤;發(fā)動機進氣流動三維瞬態(tài)數(shù)值模擬研究[J];空氣動力學學報;2005年01期

7 蔣炎坤,陳小東,張煜盛,陳國華;化油器-進氣管-缸內(nèi)系統(tǒng)三維穩(wěn)流數(shù)值模擬研究[J];武漢理工大學學報;2003年10期

8 蔣勇,范維澄;計算直噴式柴油機螺旋進氣道與缸內(nèi)空氣運動的大型微機化程序:IPIC-CFD(Ⅰ)[J];燃燒科學與技術(shù);2000年02期

9 張江城，顧宏中;內(nèi)燃機進排氣管有限容積法一維非定常流模擬[J];上海交通大學學報;1999年03期

10 楊玟,吳承雄;進氣道穩(wěn)流試驗裝置內(nèi)三維流動特性的數(shù)值分析[J];內(nèi)燃機工程;1998年03期

相關(guān)碩士學位論文 前7條

1 代文慶;FSAE賽車內(nèi)燃機進氣系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計[D];重慶大學;2016年

2 李江;FSC方程式賽車進氣系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化[D];遼寧工業(yè)大學;2016年

3 景猛;FSC賽車發(fā)動機可變進氣系統(tǒng)研究[D];燕山大學;2015年

4 朱美穎;B15發(fā)動機進氣系統(tǒng)設(shè)計及性能分析[D];武漢理工大學;2012年

5 熊迪;發(fā)動機進氣管理系統(tǒng)試驗及仿真研究[D];浙江大學;2011年

6 李明;可變進氣管對汽油機流動特性及性能影響的數(shù)值仿真研究[D];天津大學;2006年

7 張宏帥;PIV視窗對內(nèi)燃機進氣壓縮流場的影響[D];大連理工大學;2006年

本文編號：2666378