【摘要】：進(jìn)氣歧管是發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的重要組件之一,其結(jié)構(gòu)對進(jìn)氣均勻性、進(jìn)氣阻力均產(chǎn)生重要的影響,進(jìn)而影響到整機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性。所以,進(jìn)氣歧管良好的結(jié)構(gòu)是一臺性能優(yōu)良的發(fā)動機(jī)所不可或缺的。傳統(tǒng)的進(jìn)氣歧管的設(shè)計,主要依靠的是穩(wěn)流實(shí)驗(yàn)和人員經(jīng)驗(yàn),但這種方法的成本比較高,而且需要花費(fèi)大量的時間。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的計算機(jī)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(jī)進(jìn)行進(jìn)氣歧管設(shè)計與分析。首先運(yùn)用GT-Power一維仿真軟件,對目標(biāo)發(fā)動機(jī)進(jìn)行建模。一維模型的建立主要分為三大部分,分別為進(jìn)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(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比驗(yàn)證準(zhǔn)確之后,以發(fā)動機(jī)各轉(zhuǎn)速下的充氣效率、扭矩、功率為評價指標(biāo),探究進(jìn)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(jī)性能的影響規(guī)律并結(jié)合整機(jī)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(jìn)氣歧管三維模型。并運(yùn)用Fluent軟件對進(jìn)氣歧管的內(nèi)流場進(jìn)行仿真模擬,觀察并探討進(jìn)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(jìn)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(jìn)氣歧管進(jìn)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(jìn)行改進(jìn)。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(jìn)行改進(jìn),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(jìn)后的進(jìn)氣歧管再次進(jìn)行三維仿真分析。發(fā)現(xiàn)局部阻力有了明顯的降低,進(jìn)氣不均勻度減小,達(dá)到進(jìn)氣歧管的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。并將此作為最終設(shè)計方案。本文對目標(biāo)發(fā)動機(jī)進(jìn)行進(jìn)氣歧管結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時,探究了進(jìn)氣歧管參數(shù)化設(shè)計的一般方法,為以后的進(jìn)氣歧管設(shè)計工作提供參考。
【圖文】：

圖 2.1 管道截面突擴(kuò) 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(qiáng)分布與突變截面之后形成的緩變流均與突擴(kuò)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(kuò)大，突然縮小的壁面情況相對應(yīng)的是逐漸擴(kuò)大與逐漸縮小。見圖.4。

圖 2.1 管道截面突擴(kuò) 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(qiáng)分布與突變截面之后形成的緩變流均與突擴(kuò)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(kuò)大，突然縮小的壁面情況相對應(yīng)的是逐漸擴(kuò)大與逐漸縮小。見圖.4。
【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】：2018
【分類號】：U464.134.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2666378