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。     

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。     

汽油机进气歧管数值计算方法研究

针对两种数值计算方法（四口全通、三闭一通）影响进气歧管的流场特性和进气均匀性计算结果的问题,分别采用这两种数值计算方法对某四缸汽油机的两款进气歧管进行了CFD计算,分析了两种数值方法获得的进气阻力和进气均匀性计算结果。同时,建立了相应的发动机试验白架,通过分析两款进气歧管对发动机的动力性、经济性及运行平稳性的试验数据来验证数值计算方法的可靠性。研究结果表明：采用“四口全通”和“三三闭一通”这两种数值计算方法获得的进气阻力变化趋势一致,两者都适用于进气阻力仿真分析;两种数值计算方法的进气均匀性计算结果差异很大;“三闭一通”数值计算方法更加适用于进气歧管进气均匀性分析。     

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。     

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.     

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。     

基于AVL-Boost软件下发动机进气歧管的设计

进气歧管内的气流对于发动机性能和排放有着主要影响,因此进气歧管的良好设计对发动机的性能至关重要。本文中,进气歧管的压力波采用AVL-Boost软件,研究某3缸发动机在瞬态条件下进气歧管内部气流的特性,同时借用三维CFD软件做进一步了解,以获得优化的进气歧管的设计方案。     

CFD分析在某发动机进气歧管设计中的应用

以某发动机的进气歧管为分析对象,模拟得出各进气支管的质量流量、流量系数及它们的偏差,并且得到其压力分布图和流动迹线分布图,根据这些结果可评价进气歧管性能的好坏。在发动机进气歧管开发过程中,利用CFD分析可大大缩短产品开发周期、降低试验和人工成本。     

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.     

天然气发动机进气响应性能优化

天然气发动机进气量由进气管节气门决定,由于节气门与气缸间有一定距离,因此导致实际气缸的进气存在一定延迟,从而影响发动机的进气响应性能。针对这一问题,结合天然气发动机进气系统特性和理想气体状态方程,理论推导气缸实际进气量与设定进气量间的关系。在研究中,利用改变设定进气量的方法来减小气缸实际进气的延迟,从而优化天然气发动机的进气响应性能。     

汽油机排气歧管结构的优化及验证

分析某四缸汽油机排气歧管结构设计存在的缺陷并对其进行改进优化,采用数值模拟仿真软件分别对排气歧管改进前和改进后通道的各缸排气背压及歧管排气气流均匀性进行仿真,仿真结果表明改进后排气歧管结构能明显降低排气背压和各通道不均匀性。最后对原歧管和改进后歧管搭载的汽油机进行了台架对比试验,试验结果表明搭载改进后排气歧管的汽油机不仅提高了原机的外特性扭矩而且降低了燃油消耗,进一步验证了排气歧管结构改进优化的可行性。     

NUMERICAL ANALYSIS AND VISUALIZATION OF NATURAL GAS JET WITH MULTI-POINT INJECTION SYSTEM

Aiming at the change in intake air flow caused by the injection of natural gas in intake manifold if one simply replaces the gasoline injector with natural gas injector with the installing position of injector in intake manifold unchanged,and also the reflection of gas toward intake manifold inlet resulted from the impingement between the injected large volumetric natural gas jet and intake valve,an impulsively started natural gas jet injected from a gas injector is characterized as a three-dimensional unsteady compressible viscous turbulent flow,based on which its transient development process is numerically analyzed using general-purpose CFD codes.The predicted velocity vector maps show a vortex,which indicates the occurrence of an unsteady state jet region,is formed downstream of the jet.A schlieren apparatus is utilized to get several groups of visible schlieren photographs of natural gas jets.In the experiment,photographs of natural gas jets taken by a CCD camera are laid in a portrait processor where the shapes,tip penetration distance and injection angles of the gas jets are investigated.Comparisons between predicted results and measurements indicate an excellent agreement between simulations and experimental results.     

基于大小气缸与大小活塞的新型发动机系统性能预测分析

为提高现有内燃发动机的热效率,在分析斯特林发动机以及常规发动机特点的基础上提出基于大小气缸与大小活塞的带回热器的新型发动机系统.气体在该新型发动机系统的小气缸中受到压缩,压缩的过程中喷入水雾以便降低压缩功耗.压缩后的气体在回热器中受到初步加热后进入大气缸,与喷入大气缸中的燃料混合、燃烧并做功,做功后的气体在回热器中放热后被排入大气.在对系统深入分析的基础上,建立新型发动机系统的性能计算模型.利用数学模型,计算该新型发动机系统热效率在不同压缩比、不同的最高工作温度以及不同的活塞效率条件下的变化规律,并与相同条件下的常规奥托循环与狄塞尔循环的热效率进行对比.结果表明,这种新型发动机系统比常规发动机具有更高的热效率,最多可以提高20%以上.而且新型发动机系统的效率还随着回热器的效率增加而增加,增幅可以接近10%.     

高强化柴油机进气流动特性研究

针对某高强化柴油机,运用发动机三维仿真软件converge建立模型,并通过柱坐标系下气门间隙环带的总速度和速度分量以及缸内不同截面下的速度分布规律,对切向进气道和螺旋进气道出口处的气体流动特性进行研究.研究发现:气流通过切向气道的速度整体略高于通过螺旋气道的速度,径向速度的变化趋势更贴近于总速度;在进气过程中,气门间隙...     

A numerical and experimental study on the optimal design for the intake system of the MPI spark ignition engines

A computer program has been developed to predict the engine performance characteristics through the analysis of the flow in the intake and exhaust systems and of the cylinder combustion phenomena for the MPI spark ignition engines. Using the program, a study for the optimal design of the intake system has been performed by varying the factors which can influence the volumetric efficiency, such as the volume of the plenum chamber, the length of the intake manifold and the pipe length between the surge tank and the plenum chamber. Experimental tests have also been carried out to obtain the transient pressure history in the intake manifold and the cylinder, and the variations of volumetric efficiency over the various engine speeds. The result of simulation has been compared with that of experimental test, and the optimal design data for the test engine could be found. The comparison of volumetric efficiency shows good agreement between the simulation and experiment.     

Simulation of combustion in a porous-medium diesel engine

The future internal-combustion (IC) engines should have minimum emissions level under lowest feasible fuel consumption. This aim can be achievable with a homogeneous combustion process in diesel engines. We used a porous medium (PM) to homogenize the combustion process. This research studies simulation of a direct-injection diesel engine, equipped with a chemically inert hemispherical PM. Methane is injected into a hot PM, assuming mounted up the cylinder in head. Combustion with lean mixture occurs inside PM. A numerical model of PM engine was carried out using a modified version of the KIVA-3V code. PM results were evaluated with experimental data of unsteady combustion-wave of methane in a porous tube. The results show the mass fraction of methane, CO, NO and temperature in solid and gas phases of the PM and in-cylinder fluid. Also presented are the effects of injection timing and compression ratio on combustion.