进气歧管EGR均匀性CFD分析方法研究

基于某4缸带外部废气再循环装置的欧Ⅵ增压柴油机,采用CFD分析技术对柴油机进气歧管EGR分布均匀性进行分析,通过分析各缸的EGR率和EGR率均匀性偏差,得出不同的曲轴转角下进气歧管EGR均匀性分布的情况。最终可以仿真分析得到进气歧管EGR分布结果的切片,结合动态图查看废气再循环在进气管内的流动情况,分析各缸EGR率分配均匀性受结构因素的影响,为模型优化提供理论依据。     

基于CFD仿真分析与试验验证的EGR率均匀性研究

为满足非道路柴油机第三阶段排放法规要求,设计了一种简单、低成本的无冷却器废气再循环(EGR)系统。本文主要研究四缸非道路柴油机采用这种EGR系统的各缸EGR率分布的均匀性。首先通过一维仿真计算得到三维CFD分析计算的边界,然后通过三维AVL FIRE仿真软件计算得出进气管及EGR管路的气体流场。计算结果发现除了瞬态EGR率波动有差异外,采用和不采用EGR混合器的柴油机各缸EGR率均匀性差异不大。通过试验证明,采用和不采用EGR混合器确实对于EGR率较小的增压非中冷柴油机性能影响很小。     

直列六缸发动机进气歧管CFD分析及优化

直列六缸发动机广泛使用于前置后驱的汽车中,具有顺畅的动力输出性能,且平衡性突出。进气歧管的气道结构对发动机各缸进气量和整体的进气均匀性有着重要的影响,直接影响发动机在不同工况下的工作性能。利用GTPOWER软件和STAR-CCM+软件对某直列六缸汽油发动机进气歧管的内流场进行了数值模拟,并对该进气歧管的进气不均匀性及压力损失进行了分析,通过CFD仿真计算展现进气歧管气道内部流场分布,得到了在某一工况下各个气道歧管的流速图和压力图,得出其结构上的不足,并对气道结构进行优化,从而降低进气压力损失并且保证了各缸进气均匀性。     

某四缸机EGR各缸均匀性计算和结构优化

利用AVL BOOST软件针对某四缸柴油机建立带有EGR系统增压直喷柴油机的一维工作模型,根据设计好的EGR率,计算得到不同工况下的EGR流量、进排气流量等参数。根据BOOST计算结果,利用AVL FIRE软件进行EGR各缸均匀性的CFD计算,分析EGR均匀性计算结果,优化进气管结构,最终获得理想的EGR均匀性。     

EGR混合长度对各缸不均匀性的仿真分析及优化

应用软件模拟某型电控单体泵柴油机的工作过程,研究因引入废气再循环(EGR)后进气歧管结构的改变对各缸EGR率差异的影响,找出EGR混合长度对各缸EGR率的影响规律,并结合喷油提前角的修正改善各缸排放的不均匀性。结果表明:适当地延长EGR混合长度能使各缸的EGR率差异减小,结合喷油提前角的修正能使各缸的排放更均匀,工作过程更平稳。     

EGR冷却器气体均匀性数值模拟

基于Fluent软件的可实现型k-ε双方程湍流模型和SIMPLE算法,采用二阶迎风格式对4种EGR冷却器进气端盖方案进行流场数值模拟,使用质量流量、流量差异率、气侧阻力、流线等评价指标对气体均匀性进行评估。结果表明:EGR冷却器进气端盖形状会显著影响各冷却管的质量流量及流量差异率,并影响EGR冷却器的气侧阻力及气体扩散形式,同时良好的进气端盖设计可以消除紊流等现象,提升气体均匀性。该计算结果可为EGR冷却器的设计提供参考。     

基于计算流体动力学的曲轴箱强制通风气体分布均匀性研究

以发动机曲轴箱强制通风系统为研究对象,应用STAR CCM+软件建立计算流体动力学仿真模型,对强制通风系统气体在各缸的分布进行数值模拟,并进行优化,以提高强制通风系统气体分布的均匀性,从而保证各缸燃烧的均匀性,避免由进气歧管设计不合理所导致的各缸燃烧不均、怠速抖动等问题。     

基于CFD分析的某发动机进气歧管结构优化

进气歧管对发动机各缸进气均匀性和发动机动力性具有重要的影响。利用CAD/CFD相结合的手段对某发动机进气歧管的流通性能和进气均匀性进行分析和结构设计优化,结果表明:优化后的进气歧管具有良好的进气均匀性,满足发动机最大进气量、最大功率和扭矩的要求。并且,进气歧管的均匀性对发动机整体进气均匀性具有关键作用。     

增压汽油机集成水冷进气歧管三维流场分析

选择集成水冷进气歧管作为研究对象,利用CFD软件STAR-CCM+对其内部流体区域进行速度及压力仿真分析。结果表明:集成水冷进气歧管流体域表面的压力分布大致均匀,在支管与整个进气歧管相连处有较大的压力损失。四种进气状态下,进气歧管各缸进气压力降的不均匀度均小于3%,并且空气在整个歧管内部的流向基本一致,流动速度变化合理。空气在水冷中冷器表面形成涡流,涡流中心的空气流速和压力较小,易造成部分进气过度冷却的现象,增大进气侧稳压腔容积可以减少涡流的形成。     

进气歧管气道流场CFD分析及优化

进气歧管的气道结构直接影响发动机各缸进气量和进气均匀性,因此合理的气道结构是保证发动机性能得以实现的基础。通过三维CFD仿真计算展现进气歧管气道内部微观流场分布,以此为基础指导气道结构优化设计,以实现降低进气压损、增加进气量和保证各缸进气均匀性的目的。     

进气歧管气道流场CFD分析及优化

进气歧管的气道结构直接影响发动机各缸进气量和进气均匀性,因此合理的气道结构是保证发动机性能得以实现的基础.通过三维CFD仿真计算展现进气歧管气道内部微观流场分布,以此为基础指导气道结构优化设计,以实现降低进气压损、增加进气量和保证各缸进气均匀性的目的.     

某发动机进气歧管CFD分析

在发动机的开发过程中,需要评估其进气歧管结构是否能够满足进气均匀性的评价标准。利用CFD软件,通过对某发动机进气歧管进行稳态分析,计算得到各缸的质量流量、流量系数及流量系数差异性。结果表明:该发动机进气歧管的流量系数差异性在评价标准范围内,满足进气歧管进气均匀性要求。在发动机进气歧管开发过程中,CFD分析可以大大减少产品开发周期、降低试验和人工成本。     

某柴油机进气歧管废气均匀性分析

利用三维CFD软件模拟某柴油机进气歧管废气均匀性。利用一维性能软件计算发动机一个工作循环的边界条件,提供给三维分析作为输入。在三维软件中计算得到各个气缸的EGR率和EGR率差异性。由于初始方案进气歧管不满足评价标准,对其结构进行优化,再次对其进行CFD分析。结果表明:初始方案进气歧管废气均匀性差,优化方案进气歧管废气均匀性好;在柴油机进气歧管开发过程中,运用模拟分析可以评价其结构的好坏,选择合适的结构,减少了开发周期、降低开发成本。     

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缸的进气,尤其对于多缸发动机,进气控制对发动机各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,导致进气歧管结构复杂和高成本。计算机模拟可以降低开发成本,文中用三维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。     

偏心进气结构EGR冷却器断裂分析及改进

针对某偏心进气结构EGR冷却器出现的螺旋管与主片焊接断裂问题,对EGR冷却器进行基于顺序流固耦合的数值仿真和偏心进气结构改进.根据EGR冷却器的三维数模,建立EGR冷却器流场网格与固体有限元网格,构建了流场分析、热传导分析和热应力分析的顺序流固耦合仿真流程,分析了进气结构、气侧流线、固体温度、热应力范围和断口之间的联系,提出通过增加进气流道凸台的方法提升气体均匀性、减少局部热应力范围的改进方案.研究结果表明,基于流场分析、热传导分析、热应力分析的顺序流固耦合方法在工程实践中是可行的,不合理的偏心进气结构可导致EGR冷却器局部断裂,通过优化流道的方法显著减少局部热应力范围,解决EGR冷却器开裂问题.     

文丘里管废气再循环系统对涡轮增压柴油机性能影响的研究

加装文丘里管的高压废气再循环(Exhaust gas re-circulation,EGR)进气系统,在兼顾柴油机经济性、动力性的前提下,研究该进气系统对NO_x排放的影响。根据一款柴油机的基本结构建立柴油机一维仿真计算模型和燃烧室的三维仿真计算模型。在对模型进行标定和对柴油机原机性能仿真计算的基础上,为进气系统引入文丘里管装置并对其结构参数进行优化设计。应用所建立的一维和三维柴油机模型,对文丘里管EGR系统柴油机的经济性、NO_x和Soot排放特性进行仿真计算研究,并对计算结果进行试验验证。研究结果表明,优化设计的文丘里管EGR系统可使柴油机在欧洲稳态循环(European steady state cycle,ESC)各工况下实现较为理想的EGR率,并在不明显影响柴油机燃油经济性的前提下,使NO_x排放量下降了约28.4%。文丘里管进气系统可以实现较为理想的高压EGR循环,在柴油机ESC工况下(怠速除外)能够达到较为理想的EGR率。     

某柴油机进气歧管优化设计分析

在柴油机的开发过程中,需要评估其进气歧管结构是否能够满足进气均匀性的评价标准。利用CFD软件,通过对某柴油机进气歧管进行稳态分析。计算得到各缸的质量流量、流量系数及流量系数差异性。结果表明:初始方案模型的流量系数差异性不满足评价标准,通过压力分布图找出压力损失部位,对其进行优化;优化方案模型经分析,其结果满足评价标准;在进气歧管的设计开发阶段,通过CFD分析,对进气歧管结构进行优化设计,可以大大减小进气歧管开发的周期、降低成本。     

发动机进气系统结构参数优化设计与试验

为研究进气系统结构参数对发动机动力性的影响,对进气系统的流场分布和流动特性进行了多物理场耦合数值模拟分析。分析了限流阀的进气锥角和扩散锥角对出口处平均速度和平均压力等指标的影响规律;对稳压腔的结构参数进行正交优化设计,据此获得其对各缸流速均匀性的影响规律。结果表明,稳压腔的腔体直径对各缸流速均匀性的影响最明显,而腔体长度的影响相对最小;限流阀对发动机低速工况充气效率的影响较小,而对中高速工况变化趋势的影响较大。对优化后的进气系统进行了发动机台架试验,验证了MOTEC ECU修正的电喷控制策略能有效改善发动机动力性。     

对气体机稳压腔进气混合均匀性的数值模拟

气体发动机各缸的进气均匀性十分重要,利用Fluent软件对5种方案的进气系统进行了三维仿真计算。得到了稳压腔内不同位置的天然气质量分数的分布情况,对流场中不同位置的分布情况进行了分析。发现适当改变稳压腔的长度和高度有利于天然气的混合均匀性。为天然气发动机的性能优化提供了一定的研究基础。     

发动机进气歧管流场的数值分析

以某发动机进气歧管为研究对象建立三维模型,运用CFD前处理软件Gambit划分网格,建立进气歧管流场模型,在计算流体动力学软件Fluent中分析各缸进气均匀性,进气歧管的进气阻力,进气歧管的内部流场特性。结果清晰显示各歧管的近壁流速、内部流速、表面总压分布情况,并根据分析结果对进气歧管进行了结构优化,改进后的发动机进气歧管在各缸进口减小总压损失、进气阻力、管二流量等方面取得较明显的效果,管四流量得到提高,各进气管不均匀度得到优化。