采用无凸轮式排气型线的发动机排气性能研究

为探究无凸轮式排气型线对某发动机排气性能的影响，建立某发动机一维仿真模型，在转速1200r/min，进气压力137kPa的工况条件下，对中低转速、中低负荷工况点下采用无凸轮式排气型线后发动机的排气性能进行了数值模拟。仿真结果表明：与原机相比，采用无凸轮式排气型线，排气时面值增大，总排气损失最小时所对应的排气早开角度减小；当缸内残余废气系数最低时，充量系数最大，正向排气量与循环进气量达到最大；采用无凸轮式排气型线，气门开启持续期缩短，排气性能得到改善。     

GDI发动机进气系统的优化分析

近来我国汽车业迅猛发展,随之而来的能源和环境问题也日益突出,如何提高发动机的动力、降低油耗和污染物排放成为了开发或者优化发动机的首要问题。本研究针对某款直喷式汽油机进气系统,基于一维发动机仿真软件GT-POWER,建立汽油机仿真模型,通过仿真计算,分析在不同工况下,进气系统的结构参数变化对汽油机性能的影响。进气系统包括:进气总管、歧管以及进气道的直径、长度和角度等。研究结果表明:在进气总管的直径为70mm、长度为37mm,歧管直径为43mm,长度为320mm时,此汽油机的性能相对最优。     

基于响应曲面法的煤油发动机气门正时优化

利用基于仿真的响应曲面优化方法,对改型的煤油活塞发动机气门正时多目标优化问题进行了研究。建立了发动机性能仿真模型,以进气/排气正时、点火提前角为优化变量,以提高有效功率和降低燃油消耗率为设计目标进行了响应曲面优化。分析结果表明：相对于原汽油机,改型的煤油机进气门开启时刻要推迟,排气门关闭时刻要迟后,并且要提前一定的点火提前角,以得到最佳的发动机性能;同时,应用响应曲面法可以提升仿真优化的效率。     

叶片包角对离心泵水力性能影响的研究

利用速度系数法研究了叶片直径、叶片出口角及叶片包角等参数对离心泵性能的影响，通过NX建立叶轮和蜗壳的水力模型，利用流体仿真软件对离心泵水力模型进行仿真计算。通过改变叶片包角的大小对离心泵性能的影响进行分析，研究结果表明：在不同流量的情况下，随着叶片包角的改变，离心泵总效率和扬程也随之变化，确定了总效率最高时的叶片包角，实现了水力模型的优化，为提高水泵的性能提供了理论依据；同时分析了叶片包角对汽蚀余量的影响，并通过试验验证了模拟仿真结果，与试验数据相比，模拟计算扬程误差在3.5%以内，模拟计算总效率误差在3.0%以内。     

涡旋式膨胀机数学模型及仿真研究

在分析涡旋式膨胀机工作特性的基础上,从涡旋式膨胀机啮合点的角度对膨胀起始角进行了推导;将其工作形式分为进气、膨胀、排气3个过程,建立了各过程函数形式的工作腔容积计算模型.运用Fluent软件对涡旋式膨胀机的工作过程进行仿真分析,仿真结果对涡旋式膨胀机容积计算模型进行了验证.     

某型发动机排气歧管内流场仿真分析

为提高发动机排气性能,探究某型发动机排气歧管内流道结构的合理性,首先根据发动机参数建立排气歧管三维模型,借助CFD软件对排气歧管进行内流场分析。结果表明,当某一进气口进气时,会在相邻或间隔的进气管道内产生涡流,且出气口管道横截面上速度分布差值较大。当排气频率增加时,各歧管内的废气将相互影响,导致废气不能及时排出,影响发动机性能。     

发动机关键配气相位角的分析与优化

发动机的四个配气相位角中,排气提前角和进气晚关角最为重要。运用AVL BOOST软件建立了某款汽油发动机的数值仿真模型,根据台架实验数据对模型进行了标定。保持原气门重叠角和升程不变,按每5°CA的间隔分别对排气提前角和进气晚关角进行改变,研究不同排气提前角和进气晚关角对发动机不同转速扭矩和功率的影响规律,确定最佳的排气提前角和进气晚关角。经过优化发动机的最大扭矩提高了5.39N·M,最大功率提高了2.82kW。     

以中高转速区性能为目标的单缸柴油机配气凸轮优化

使用AVL BOOST建立186FA柴油机的仿真模型,通过模拟计算得到速度特性下配气相位对样机工作性能的影响,分析表明配气正时对不同转速下柴油机性能的影响存在差异,进气迟闭角对高转速区的性能影响较显著,排气提前角对泵气损失影响最大,进气提前角主要影响高转速区的充量系数,而排气迟闭角对低转速区的充量系数影响显著。以柴油机中高转速区的性能为主要目标,对配气相位进行优化,并将优化后的配气相位用于凸轮型线的设计中。使用优化后的配气凸轮进行试验,结果显示,在速度特性曲线上相同功率时,优化后的配气凸轮可提高柴油机在中高转速区的经济性,其中标定工况下比油耗减少了4.66g/(k Wh),降低了约1.68%,充量系数由0.82增加到0.84,升高了2.44%。     

不同叶片包角对螺旋形单蜗壳离心泵叶轮径向力特性的影响

为研究叶片包角对螺旋形单蜗壳单级单吸离心泵叶轮径向力特性的影响,应用CFD软件对某模型泵内部流场进行了数值计算,在保证蜗壳和其他叶轮几何参数不变的前提下,设计了3种叶片包角分别为110°、120°、130°的叶轮,模拟得到不同工况下叶轮所受径向力分布特性,并用外特性试验验证了数值模拟的可靠性。结果表明:设计工况下,作用在叶轮上的径向力最小,0.4 Q下的径向力最大,且脉动幅值最大;叶片包角对叶轮所受径向力影响较大,以在额定工况下运行为例,叶片包角取130°时,径向力脉动最为紊乱,叶片包角取110°时,径向力脉动幅值较大;整体来看,叶片包角120°的方案性能最优。该研究可为低振动离心泵的水力优化设计、增强泵的运行稳定性提供参考。     

微型面包车发动机进气歧管的优化设计

针对微型面包车的工作特点及其对发动机性能的需求,通过优化设计发动机进气歧管,实现发动机最大扭矩点前移、中低速扭矩明显提高的性能优化目标;优化进气歧管设计的方法是:首先由BOOST仿真软件搭建发动机工作过程的一维模型,经过优化计算确定最佳的进气歧管关键参数;然后建立进气歧管内核三维模型,并根据内核的CFD流场分析结果优化内核,以降低进气阻力、提高进气均匀性;完成壳体设计,制作进气歧管快速样件,在基础发动机上试验,考核设计指标.     

高速汽油机进气歧管结构参数的回归优化

合理设计进气系统,利用气体的动态效应可以有效提高发动机充气效率,改善发动机的性能.以某款高速汽油发动机为原型重新设计进气歧管,建立了一维性能仿真模型进行标定,利用析因实验确定优化的方向,建立相应的回归模型,采用遗传优化算法设计外特性时不同工况时对应的最佳进气歧管长度.优化结果表明:采用发动机可变长度进气歧管后,充气效率...     

基于虚拟样机的单缸柴油机降噪研究

基于一维非定常流动的气体动力学理论和一维声学分析方法,建立三元韦伯燃烧模型和进排气管内一维流动模型,并加入进排气噪声监测模块,构成单缸柴油机整机热力学与声学仿真模型,应用GT-POWER软件实现该模型.在模型基础上,提出力学分析与声学预测相结合的方法,分析压缩比、进气管和排气管长度、进气正时、排气正时等因素对柴油机激励力和噪声的影响并确定每个因素优选值,进一步完成对消声器的改进.优化后的仿真结果显示,在各转速下排气噪声最大降低了3dB,最小降低了2.6dB,进气噪声则下降1.1～1.4 dB.     

两缸增压中冷柴油机排气压力波动与影响因素研究

两缸柴油机采用360°CA发火间隔角,在工作周期中会出现进气和排气空档角,导致进排气压力波动较大,引起充量系数和涡轮效率的下降。针对某两缸增压中冷柴油机较大的排气压力波动问题,建立了两缸柴油机整机一维模型与排气歧管三维模型,应用一维与三维耦合模拟计算的方法,对发动机在不同转速下一个工作循环的排气管内的气体流动特性、波动规律及排气压力波动的影响因素进行了分析。研究结果表明:在全负荷工况下,发动机转速从1 000~2 200 r/min时,排气压力波动强度由1.82增加到3.56,涡轮效率波动强度由0.12减小到0.02;转速从2 200~4 000 r/min时,排气压力波动强度由3.56减小到1.52,涡轮效率波动强度趋于稳定状态为0.02;排气总管的长度与直径、排气提前角对低转速涡轮效率有显著影响。     

废气涡轮增压汽油机可变配气相位的优化研究

以GT-POWER软件为研究工具,对废气涡轮增压汽油机的配气相位进行优化研究。在不同工况下,分析计算进排气门开启角度。通过控制软件中进排气阀门来改变进排气门开启和关闭角,从而获得了不同转速工况下的最佳值。经过分析优化配气相位后,废气涡轮增压汽油机性能得到了提高。     

配气相位对活塞排气气动发动机性能影响分析

为了提高活塞的做功能力、提高气动发动机的动力性能和经济性能,对活塞排气气动发动机进排气系统进行了建模分析,并基于变质量热力学理论建立了气动发动机的热力循环模型.通过计算仿真不同的进排气开启角、持续角,转速对发动机各个性能影响,分析得出:适当的开启角有利于动力性和经济性的提高,而延迟角使其性能急剧下降;进气持续角过小或过...     

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。     

M15发动机性能模拟研究

采用GT-Power软件建立模型,模拟某VVT汽油机的工作过程,分析在汽油机上直接燃用M15燃料时动力性下降的原因,并以恢复原机动力性能为目标进行优化,把优化后的M15发动机与原机性能进行对比,指出优化原汽油机点火提前角可以提高M15发动机的动力性能。     

发动机进气系统声学预测及流动分析

利用AVL_BOOST软件对某空滤器声学特性进行了仿真计算。建立了一台4缸4冲程自然吸气汽油机模型,分别计算并比较了安装该空滤器前后发动机的进气噪声,提取了其2阶、4阶、6阶成分。针对不同转速、不同阶次成分的噪声值,设计赫姆霍兹谐振腔及1/4波长管,优化之后的发动机进气噪声得到明显的降低,消声效果尤为显著。利用Fluent软件仿真计算声学优化前后进气系统的流场分布,分析比较两者的流动特性与压降等,发现经声学优化后的进气系统亦能保证良好的进气性能。     

进气谐振器容积对汽油机进气性能的影响研究

针对发动机进气谐振器容积会对发动机的进气性能产生重要影响这一问题,利用AVL-BOOST软件建立了汽油机的仿真模型,并详细介绍了该模型的建立过程。根据所建立的模型,通过改变谐振器的容积,在不同的转速下进行了发动机的仿真计算,最后进行了比较和分析计算。研究结果表明,谐振器的容积对发动机进气性能有很大影响,通过适当改变谐振器容积最多可以提高原机1.4%的充量系数;针对这款480发动机,谐振器容积最好选择在0.6 L~1.0 L之间;不同的机型还需要通过计算合理进行选择。     

某新车型排气系统尾管声学性能优化

针对某新车型排气噪声怠速超标问题,采用GT-Power软件对排气消声器结构进行了消声性能优化,并使用计算流体动力学软件Fluent验证了优化方案的内部流场分布较为理想。建立了用于计算排气尾管噪声的发动机与排气系统耦合仿真模型,并用发动机台架实验数据修正了模型精度,计算对比了原消声器方案和优化方案的三挡全油门加速尾管噪声。整车实验测试了原方案和优化方案的怠速及三挡全油门加速尾管噪声,实验结果表明优化方案较原方案有较大程度改进,满足了工程实际要求。