四气门柴油机进气道开发

通过采用传统的气道芯盒制作方法和先进的CAD/CAM制作方法相结合的技术,对国内某四气门柴油机进气道进行了设计开发,制作出不同的气道芯盒.气道稳流试验结果表明,CAD/CAM技术制作的气道芯盒与目标气道平均流量系数和涡流比的差别不到1%;稳态计算结果与气道稳流试验结果吻合良好,平均流量系数和涡流比与试验结果偏差在3%左右.研究表明,基于CAD/CAM的气道开发方法与传统气道开发方法相比,更能满足气道开发的要求.     

涡轮增压柴油机进气道试验与CFD计算改进研究

为提高某涡轮增压柴油机螺旋进气道工作性能,采用稳流气道试验与CFD数值模拟计算相结合的方法.在原气道与计算结果的最大相对误差小于5%时,对进气道模型做多方案改进讨论,包括气门形状改变、气门座外形改变、进气道外形改变,并进行了方案组合.最终优化方案使进气道平均流量系数CF得到较大提高,并适当降低了平均涡流比Rs,该方案得到试验的进一步验证.     

柴油机螺旋进气道结构优化与CFD分析

采用数值模拟方法对卧式二缸柴油机进气道的流动特性进行了研究,根据计算流体力学(CFD)仿真计算结果,分析了进气道以及缸内气体的流动特性,并针对气道最小截面的2种修改方案进行了对比分析,分别得出了3种气道模型方案的流量系数和涡流比以及气道性能的变化趋势.计算结果表明:与原气道对比,方案A的平均涡流比提高14.5%,而方案B的平均流量系数提高5.4%,因此可见最小截面面积是影响气道性能的主要结构参数之一,在螺旋进气道修正设计过程中应予以充分重视,以便有效控制和提高气道性能.     

一种新的柴油机螺旋进气道参数化设计方法

通过建立螺旋进气道螺旋段曲线方程及启用曲线关联特性,研究出一种全新的进气道参数化设计方法,建立了结构复杂的螺旋气道参数化模型.采用数值模拟计算和稳流气道试验相结合的方法,在验证了计算模型可靠性的前提下,引入性能结构参数K和θ,研究了各设计方案结构参数与气道性能之间的关系,通过分析和比较各气道方案的计算结果表明:改变θ角度大小,气道涡流强度变化十分明显;将比例因子K控制在0.84左右,流量系数和涡流比均可维持在较高水平.通过调整这两个参数的数值大小,可以有效控制气道性能的变化趋势,从而确立了气道结构与性能之间的定量关系.     

涡流室式柴油机燃烧室连接通道流量系数的研究

涡流室式柴油机燃烧室连接通道系数是否能够精确确定，将影响柴油机放经计算及工作过程模拟计算的精度，本在分析近３０年来国内外有关工作的基础上，根据稳流试验的结果，提出了计算涡流室式及变通道涡流室式两种燃烧室连接通道流量系数的两组经验公式，研究结果表明，这些经验公式比取定值定值流量系数及迄今已有的其它经验公式具有更高的可靠性，可提高涡流室式与变通道涡流室式柴油机放热率计算及工作过程模拟计算的精度。     

直喷式柴油机进气道变压差稳流试验方法的研究

在直喷式柴油机气道稳流试验中,采用变压差试验方法代替传统的定压差方法。在气门升程最大时,将气道压差定到足以使流经气道内的空气为充分发展的湍流,采用涡流动量计,进行了直喷柴油机6108缸盖的气道稳流变压差试验。结果表明：变压差气道稳流试验中的Ricardo和FEV方法的流量系数、涡流强度、平均流量系数及涡流比等参数与定压差稳流试验的结果基本相同,最大差别不到1．5％,变压差方法可以替代定压差的气道稳流试验方法。试验结果还表明变压差试验所获得的数据具有良好的重复性和精度。采用变压差试验的方法可以减少气道稳流试验中的调整气道压差为恒值的操作程序,大幅度提高工作效率,利于实现气道试验台的自动化,从而适用于缸盖的在线检测。     

气道稳流试验的变压差试验方法研究

提出了用于测量发动机气道流动特性的气道变压差试验方法。与目前采用的气道稳流试验方法不同，在试验过程中，采集对应于各气阀升程下的流量和涡流角动量时，不需要保持气缸内恒压差条件，变压差试验只需要确定气阀最大升程时模拟气缸内与环境大气压的初始压差，在变压差条件下进行试验，同样可以得到Ricardo和FEV试验计算方法的平均流量系数和涡流比。变压差试验方法的测量精度与定压差的精度相同，试验操作程序简单可靠，易于实现气道稳流试验的全自动化，对于企业生产线上的批量缸盖检测可以大幅度提高工作效率。     

发动机螺旋进气道三维流场数值模拟及试验研究

利用CATIA V5R14对某发动机螺旋进气道进行了三维造型,然后利用Ricardo三维流体软件VECTIS进行流体计算,并对该气道进行了稳流试验,计算结果与试验对比发现,平均流量系数与里卡多涡流比吻合较好,而且CFD可以获得大量试验无法获得的信息。因此CFD已成为现代设计优化气道不可缺少的重要技术。但由于CFD相对试验来说耗时长,而且各气门升程下计算数据波动较大,故目前开发优化气道流程中CFD仍不能完全替代气道稳流试验。最后对该气道流量系数不高的问题提出了改进建议。     

柴油机双进气道流动特性试验与数值模拟

对170系列柴油机双进气道进行了AVL气道稳流试验,得到了不同气门升程下对应的AVL流量系数和涡流比;在与稳流试验对等的边界条件及评价方法下,利用CFD软件Fire对气道稳流试验进行了数值模拟。模拟结果与试验结果的对比表明,数值模拟所得流量系数和涡流比与试验结果基本吻合,模拟结果具有一定的可信度;另外,从两者涡流比随气门升程的变化曲线来看,切向气道气门座孔加工出的偏心倒角,对气道形成涡流的能力影响比较大,尤其是在气门开度较小时,能使气道产生相对较大的涡流比。     

气道稳流试验台测量精度研究

为了确保多缸机气道稳流试验台的测试精度,采用误差分析理论与测量系统分析方法,从直接因素与间接因素两个方面分析了气道稳流试验台测量系统的精度,找出主要的误差来源。结果表明:涡流动量计与流量的测量精度对涡流比与流量系数测量结果的影响最大,分别占测量总误差的85.68%与94.15%。若气门升程偏差0.1mm,测量结果会产生1%左右的变化。试验缸盖定位向外侧偏差1.0mm时,不会对流量系数造成显著影响,但会使涡流比增大14.43%。气道稳流试验台的重复性与再现性为28%,人为因素的再现性几乎不会对试验结果造成影响。     

某汽油机进气道数值模拟及试验研究

为了得到某型汽油机进气道的性能,本文通过模拟计算和试验两种方法对该气道进行研究。模拟分析采用AVL Fire软件,试验采用涡流动量计法和激光粒子图像法。模拟分析和试验两种方法均计算得到九个工况点下气道的流量系数和滚流比。结果表明:模拟分析可以得到较准确的流量系数值,滚流比值有待进一步提高。模拟计算和激光粒子图像法均可以准确地得出各个截面的速度分布。     

数值模拟方法在柴油机进气道改进中的应用

以实际产品为研究对象 ,将三维数值模拟方法应用于柴油机螺旋进气道的改进设计中。根据模拟计算结果对气道流场结构进行了分析 ,找出了气道结构中不合理的部位 ,对此部位进行修改 ,再进行三维数值模拟。结果表明 :修改后的气道具有更合适的流场结构 ,从而具有更高的流量系数和更合适的涡流比。将原气道和修改后的气道分别进行气道稳流试验台试验 ,试验结果与计算结果吻合良好。     

高功率密度柴油机进气道流量系数与涡流比关系研究

通过对14组功率密度为40~60kW/L的柴油机进气道进行稳流气道试验,并采用数据统计和线性回归的方法,得到了适用于高功率密度柴油机进气道的涡流比与流量系数的关系。结果表明:对于一个给定的涡流比,高功率密度柴油机进气道的流量系数比常规柴油机的明显偏低,而且偏差会随着涡流强度的变化而改变。在中低涡流情况下(涡流比1.5),降低的幅度大于3%;而当涡流比增加到2.0以上时,差距减小到1.8%以内。并通过对最大气门升程下的气道性能参数进行修正,获得了计算气道性能评价参数的经验公式。     

进气道对缸内直喷增压汽油机性能的影响

应用稳态CFD方法对高、低滚流比进气道进行了分析,高滚流比气道较低滚流比气道流量系数降低16%,滚流比提高22%.基于这两种气道对缸内直喷增压汽油机进气和压缩冲程油气混合的影响进行了瞬态CFD分析.结果表明,高滚流比气道在缸内能形成更规则的大尺度漩涡,且缸内瞬态滚流比更高,两种对称气道瞬态涡流比基本为零,进气道流量系数...     

高速4气门直喷柴油机可变进气涡流的研究

根据在压缩末期喷雾油束末端的撞壁速度与涡流速度的相对关系。建立了喷雾油束,燃烧室形状和涡流强度关系的数学模型。计算了某4气门直喷柴油机随转速变化所要求的最佳涡流比;设计了带涡流控制阀的双进气道,在稳流气道试验台上对这些气道的涡流比和流量系数随气道人口面积变化的影响进行了试验。结果发现,在4气门直喷柴油机中,很容易通过关闭一个进气道实现最佳涡流比的调节。     

直喷式柴油机螺旋进气道性能试验及评价方法

螺旋进气道特性(涡流比、流量系数)对柴油机性能有重要影响。介绍了发动机气道稳流试验装置及FEV和Ricardo两种气道评价方法的计算、特点、差异和适用性;通过对YC6108Q型柴油机六个进气道的稳流试验及对比分析,提出了保证进气道流量系数和涡流比值稳定性和均匀性的措施。     

基于数值模拟的螺旋进气道结构优化

以实际产品气道为基础,使用UG软件完成气道的三维实体造型与修改,用三维流体动力学软件AVL-FIRE完成稳流试验台中气道-气缸流动的三维数值模拟计算,并对螺旋进气道结构参数进行优化。结果表明：螺旋进气道的性能是气道结构参数之间交互作用的结果,该气道的流通性能很好。在三维流动分析的基础上提出了一系列的改进措施;对比各种改进措施下的模拟计算结果,发现在不减小流量系数的前提下,通过适当地减小气门凸台厚度和增大涡流室高度相结合的方法来增大涡流室容积可以明显提高产生涡流的能力,是一种有效而又合理的改进办法。     

气道结构对进气过程影响的仿真研究

利用PRO/E对设计的3种不同结构型式进气道进行实体造型,基于AVL-Fire软件对柴油机气道-气门-气缸稳态进气过程进行数值模拟,并搭建了进气系统台架稳流试验系统,对原进气系统进行台架试验研究,验证了仿真模型的准确性,详细分析了不同气道结构型式对柴油机进气流动特性和缸内流场特性的影响。结果表明,气阀升程的增大使得进气流量系数增大,其中双螺旋进气道的流量系数最小,原进气道的流量系数次之,双切向进气道的流量系数最大;随着气阀升程的增大,双切向进气道的涡流比呈减小的趋势,双螺旋进气道的涡流比呈增大的趋势,原进气道的涡流比呈减小的趋势;双螺旋进气道缸内周向气流运动强度最大,原进气道的缸内周向气流运动强度次之,双切向进气道的缸内周向气流运动强度最小。     

CFD辅助发动机进气道设计方法研究

在LJ377MV发动机设计中，以其进气道几何模型为基础，借鉴相关机型的气道稳流试验数据，运用计算流体动力学理（CFD）和有关数值计算方法，对4种不同气门升程下的进气道-缸内流场特性进行了计算分析。建立了评价进气道稳流特性的有关计算模型，给出了其进气流量、进气道内气流分布、不同气门升程下缸内流场特性、流量系数和涡流比等参数，为进气道性能优化、评价和再设计提供了方法和依据。     

柴油机进气门偏心对进气流动的影响分析

结合气道稳流模拟试验,采用AVL Fire软件建立了螺旋进气道进气流动仿真模型。设计了6个不同进气门偏离气缸中心的偏心率方案,采用计算流体动力学(CFD)三维模拟的方法分析了柴油机进气门偏心对进气流动的影响关系。研究结果表明:进气门在气缸中的位置直接影响进入气缸的气流均匀性和气门盘区域的回流状态。进气门偏心对进气流动的影响呈现一定的规律,随着进气门偏心率的增加,平均流量系数和平均涡流比均先增大后减小,存在最佳位置区域。当偏心率在0.27～0.37时,进气平均流量系数较大;当偏心率在0.27～0.48时,进气平均涡流比较大。