基于正交试验的乙醇汽油发动机进气系统优化设计

为了提高发动机的充量系数,改善整机性能,针对一台掺烧10％乙醇的汽油发动机进行了进气系统的优化设计,分析了进气总管长度、进气总管管径、进气歧管长度、进气歧管管径对发动机性能的影响.用正交试验法建立了L16正交表,利用GT-POWER软件对LJ276QE汽油发动机进行了模拟计算.利用规范加权平方和法对模拟结果进行了分析,得到了进气系统结构参数对低掺烧比乙醇汽油发动机的功率、扭矩、燃油消耗率的影响主次顺序.优化后,发动机的功率最大提高2.86％、扭矩最大提高2.81％、燃油消耗率最大降低3.02％.     

基于STAR-CCM的拖拉机进气系统阻力数值模拟与试验

进气系统主要功用是供给发动机足够的清洁空气,其系统阻力直接影响进气量,进而影响发动机燃烧性能。文中以某拖拉机进气系统为研究对象,利用STAR-CCM软件对其流阻特性进行数值模拟。通过进气系统台架测试各测点静压值,与仿真静压值进行对标,其最大偏差为8.4%,验证了所建立的进气系统流阻仿真方法的准确性。研究结果可助力解决进气管路最小边界设计和空滤器降阻优化等问题,降低试验成本,缩短产品开发周期。     

四冲程内燃机进气冲压过程的研究

内燃机进气管道尺寸的合理选取和设计布置,可以改善发动机的充气和清扫性能,提高动力和经济指标,使热负荷下降;对要求高涡流比的燃烧室还可使涡流强化。有效地利用进气过程气柱的惯性冲压和反射波的波动冲压,一般可使功率增长10～15％,个别可达20％以上。 本文在试验的基础上,对进气过程不稳定气体流动和气柱的波动特性进行了分析。基于气柱速度变量引起的惯性效应和气柱波动的压力反射作用形成冲压过程,两者使吸气终了获得增压效益。对管容比V_ρ/V_h和波动势nL在几种转定情况下的波动参数做了探讨。最后,推导了发动机结构和工作参数同进气管道几何尺寸之间的关系,求出等长度冲压管的最佳长度和管径。为发动机冲压进气管的设计和进气管道的改进提供依据。     

进气管路长度对进气噪声的影响

以对某款轿车进气噪声优化为例,介绍了如何通过以改变进气管长度的方式,衰减进气谐振器都难以消除的50-100Hz的进气口低频噪声,并通过GT-POWER模拟计算进气系统的插入损失,得到调整进气管长度对进气噪声影响的规律,最后进行实车验证,车内噪声得到良好改善。     

进气歧管支管长度对发动机性能的影响

自然吸气的发动机进气压力是负压,所以进气歧管的动态效应对进气量的影响较大,进气歧管长度优化的原理主要是利用进气压力波的动态效应增加发动机的进气量,从而使发动机的各项性能达到最佳,本文主要研究进气歧管支管长度对进气量的影响,通过理论计算确定各转速下最优的进气歧管的结构尺寸,并通过试验验证确定最优的设计方案.     

小型汽油发动机进排气管的设计与试验

为了提高小型汽油发动机的燃油经济性,降低其废气排放,以用于本田节能竞技大赛的小型汽油发动机为研究对象,利用GT-Power发动机仿真软件分析进排气管机构参数对发动机性能的影响,通过模拟试验研究在不同长度和直径下进排气管对发动机燃油消耗率、有效转矩和有效功率的影响,得出相关的特性曲线并确定最佳的进排气管长度与直径。模拟试验表明:进气管的最佳长度和直径分别为50 mm和20 mm,其燃油消耗率较低,有效转矩较大,但有效功率随着进气管长度和直径的变化基本没有明显变化;排气管优化段的最佳长度和直径分别为150 mm和30 mm,其燃油消耗率较低,但有效转矩和有效功率随着排气管长度和直径的变化基本没有明显变化。     

基于粒子群算法的发动机悬置系统稳健优化设计

应用稳健优化设计理论,考虑设计变量的变差对优化设计结果的影响,建立了稳健优化设计模型.以发动机悬置系统能量解耦为目标,悬置刚度参数为设计变量,考虑目标函数和约束函数均值μ和标准差σ的变化,构造了发动机悬置系统的稳健优化模型.采用粒子群优化算法对发动机悬置系统的悬置刚度参数进行了稳健优化设计,并用Monte Carlo方法进行了分析.设计应用表明,优化方法可以有效降低系统解耦度对悬置刚度参数的敏感性,系统解耦度分布更合理.比遗传算法的计算效率高.     

FSAE赛车发动机进气系统优化设计

根据大学生方程式赛事对赛车发动机进气限流的规定,并结合南京农业大学宁远车队以往参赛的经验,对新赛季赛车发动机进气系统进行优化设计。对进气系统形式及其相关部件参数进行选择,并通过GT-Power软件所建立的发动机模型,进一步确定进气总管长度与稳压腔体积这两个参数。利用CATIA软件建模和有限元分析、Fluent软件仿真分析,对进气系统做了结构和力学性能方面的优化。     

双缸四冲程水冷发动机模拟仿真及进气系统研究

对农用型无人直升机用电喷发动机进行进气系统匹配设计,为验证所设计进气系统动力性能,运用GT-Power软件对双缸四冲程水冷发动机进行仿真计算,并对模型的准确性进行验证。同时采用该模型设计符合电喷系统的进气稳流箱结构,探讨两种不同的进气系统对发动机动力性能的影响,并对进气直管进行优化设计,得到在巡航工况点和最大功率工况点时,功率最大点所对应的直管长度在70 mm左右。     

基于三维建模和数值模拟的CNG发动机进气系统分析

发动机进气系统的结构直接影响到发动机各缸的燃烧情况以及热负荷等各项性能,利用CFD技术建立三维流动模型,根据CFD计算经验将进气管内的气体流动视为三维可压缩定常流动。根据进气系统的CAD图利用GAMBIT软件建立三维模型并进行网格划分,最后用FLUENT软件进行三维流动的模拟计算,得到流场内各处流体速度的分布和变化情况,计算出各歧管出口处的流体质量流量,并分析了进气的不均匀性。     

车用柴油机复合增压系统的模拟计算及验证

应用一维波动模型对一台车用６缸直喷式柴油机采用脉冲谐振废气涡轮复合增压系统进行了模拟计算,模型预测的进气压力波与实测压力波十分吻合,分析了谐振系统结构参数对进气压力波及充量系数的影响,发现对于一定的发动机转速,充量系数达到最大时所对应的谐振管长度比压力波幅值达到最大时对应的长度小０．１５￣０．２５ｍ。参数优化的谐振进气系统的最大充量系数比不用谐振时提高６％左右。     

柴油机防爆系统气体流动特性

建立了防爆栅栏的流体动力学模型,利用CFD软件对防爆栅栏的内部流场进行了计算分析,并进行了发动机台架实验验证。结果表明,防爆栅栏两端的方管长度对其性能有着重要影响,加长防爆栅栏进出口端的方管,可以减小气体流动的局部损失,增加气流的稳定性,改善进、排气性能,提高发动机的动力性和经济性。     

进气系统设计对增压中冷柴油机性能的影响研究

应用模拟计算软件建立了4105ZLQ增压中冷柴油机工作过程的计算模型,研究了不同进气管直径及进气迟闭角对柴油机性能的影响。结果表明:在管径为45 mm左右时有较大的进气量,同时可发出较大功率值;对于同一进气迟闭角,充气效率在转速为1 400～1 600 r/m in时达到最大。     

发动机进气管中压力波动和气体运动的研究

在发火运转和不同转速，负荷下，测量了单缸柴油机进气管气流参数，并分析研究了这些参数的变化规律。此外，还得在进气马赫数Z不是转速的单值函数；在定转速而负荷不同时，它不是常数。     

增压柴油机进、排气管压力波动计算与分析

分析了影响进气管波动效应、增压柴油机排气管压力波动和废气能量利用的因素，通过对缸内工作过程的计算，编制了增压柴油机进、排气管内气体压力波动计算程序，利用该程序对增压柴油机的进、排气管内气体压力波动过程进行了计算。分析了4102BZLQ柴油机在额定转速下，不同的进、排气管长度对进、排气管内气体流动状态的影响，并提出改进意见。     

实验室493柴油机排气系统布置方案的研究

以内燃机热力过程模拟理论为基础,利用BOOST软件详细讨论了排气管长度和管径对493柴油机性能的影响.同时,应用此研究结论针对内燃机实验室的实际情况提出了493柴油机的排气管布置方案,并运用BOOST软件对使用附加排气管前后内燃机性能的差异进行了比较,为今后内燃机实验室的布置提供了理论依据.     

基于CFD-DEM的机采鲜叶管道集叶过程数值模拟研究

为揭示乘坐式采茶机的集叶管道内部气流特性,利用计算流体力学（CFD）和离散单元法（DEM）对管道内气固两相流动进行数值模拟。通过多球面聚合法建立机采鲜叶数值计算模型,在分析鲜叶颗粒运动规律基础上,分别对其不同进口风速、鲜叶颗粒尺寸、弯管结构进行模拟分析。研究结果表明,数值模型可预测集叶管道的集叶效果以及最佳风速;在最佳进口风速范围内,鲜叶颗粒越大,管道内的剩余颗粒越多,容易产生沉积;鲜叶颗粒流在穿过竖直管道到弯管时形成一束弯管流曲线,且弯管结构对鲜叶颗粒运动有一定影响,流场平均速度呈先降低后升高的变化规律。选用一个弯管半径为0.04m圆角弯管作为集叶弯管结构,同时减少横向管道长度,选择内侧长度为0.03m竖直管,避免鲜叶颗粒由重力作用导致的沉积,保证集叶顺畅性。数学模型仿真与试验结果表明：减少横直管长度,采用圆角弯管与适合的竖直管长度的集叶管道,穿透率不小于86.8%,满足集叶要求。本文提出的鲜叶颗粒建模方法,用于集叶管道与鲜叶流相互作用的离散元仿真分析及管道结构优化。该研究可为集叶管道其他工作参数优化提供参考。     

配气正时对汽油机性能影响的研究

为了改善车用发动机的性能指标,以内燃机仿真软件BOOST为平台,建立了四缸汽油机的工作过程仿真模型,并通过模拟计算研究了进气正时对汽油机充量系数、扭矩和燃油消耗率的影响.研究结果表明,在发动机转速较低时,发动机的充量系数和扭矩随着进气正时的提前有不同程度的提高;而在发动机转速较高时,发动机的充量系数和扭矩会随着进气正时的推迟有不同程度的提高.计算结果为汽油机的改进和优化提供了依据.     

某缸内直喷发动机进气歧管CFD模拟分析

进气歧管控制着发动机各个缸的进气,尤其对于多缸发动机,进气控制对发动机各个循环变动的影响非常大,对于四缸以下发动机的进气歧管采用稳态CFD分析完全满足优化设计要求,但对于四缸以上发动机需要采用瞬态CFD分析方法更为合适。进气歧管是发动机最关键进气系统部件之一,其核心功能是为发动机各缸提供充足均匀的混合气,是影响发动机动力性和经济性的关键因素;除此之外,电喷系统主要传感器和执行器均安装在进气歧管上,使得进气歧管结构很复杂成本高,计算机模拟可以降低开发成本。用三维CFD软件对某缸内直喷发动机进气歧管进行了稳态流动分析。通过CFD分析基本可以确定进气歧管结构要求,指导实际产品设计。