论文部分内容阅读
进气歧管是发动机进气系统的重要组件之一,其结构对进气均匀性、进气阻力均产生重要的影响,进而影响到整机的动力性、经济性、排放性。所以,进气歧管良好的结构是一台性能优良的发动机所不可或缺的。传统的进气歧管的设计,主要依靠的是稳流实验和人员经验,但这种方法的成本比较高,而且需要花费大量的时间。随着计算机技术的发展,越来越多的计算机辅助软件在汽车开发中得到应用。本文使用一维及三维的仿真软件,针对2.0L四缸直列四冲程自然吸气汽油机进行进气歧管设计与分析。首先运用GT-Power一维仿真软件,对目标发动机进行建模。一维模型的建立主要分为三大部分,分别为进气系统、气缸曲轴箱、排气系统。在对一维模型仿真结果与试验数据进行对比验证准确之后,以发动机各转速下的充气效率、扭矩、功率为评价指标,探究进气歧管的支管长度、直径、稳压腔容积、外接管的长度、直径对整机性能的影响规律并结合整机需求确定各参数具体数值。之后,以一维仿真确定的主要结构参数为基础建立进气歧管三维模型。并运用Fluent软件对进气歧管的内流场进行仿真模拟,观察并探讨进气歧管内的压力、速度矢量的分布以及各出口流量及其均匀度。发现进气歧管内部流场存在较大局部阻力,分别存在于支管与稳压腔交汇处,支管最小曲率半径处。且进气歧管进气不均匀度较高。因此,决定对外接管与稳压腔交汇处、稳压腔、支管与稳压腔交汇处、支管最小曲率半径处的结构进行改进。在原有模型的基础上,对外接管与稳压腔的连接方式,稳压腔结构进行改进,并增大支管与稳压腔连接处倒角,支管最小曲率半径值。对改进后的进气歧管再次进行三维仿真分析。发现局部阻力有了明显的降低,进气不均匀度减小,达到进气歧管的设计标准。并将此作为最终设计方案。本文对目标发动机进行进气歧管结构设计的同时,探究了进气歧管参数化设计的一般方法,为以后的进气歧管设计工作提供参考。