基于CAD-CFD的135型柴油機(jī)螺旋進(jìn)氣道的研究.pdf

1、隨著70年代能源危機(jī)的爆發(fā)，人們?cè)絹碓街匾暟l(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，而隨著各國環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)，為了減少大氣污染，發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能獲得越來越高的重視。由于柴油機(jī)具有優(yōu)越的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。螺旋進(jìn)氣道作為小缸徑直噴式柴油機(jī)的重要零部件之一，由它的幾何形狀所決定的經(jīng)進(jìn)氣過程進(jìn)入柴油機(jī)汽缸內(nèi)的空氣量及其渦流強(qiáng)度，對(duì)柴油機(jī)的這些良好性能有著重要的影響。因此螺旋進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)在發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)過程中占有重要的地位。 傳統(tǒng)的

2、螺旋進(jìn)氣道設(shè)計(jì)流程是采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)加上穩(wěn)流試驗(yàn)臺(tái)上的反復(fù)試驗(yàn)，多次修正氣道形狀的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)開發(fā)中存在著較大的盲目性與局限性，不僅設(shè)計(jì)開發(fā)周期長，耗費(fèi)大，而且較難得到理想的方案。 通過對(duì)進(jìn)氣道內(nèi)氣體流動(dòng)的三維數(shù)值模擬計(jì)算，可獲得渦流比和流量系數(shù)，還可獲得氣道內(nèi)壓力、流速等參數(shù)的空間分布，并建立氣道形狀、安裝位置與氣體流動(dòng)規(guī)律及其特性(包括流量系數(shù)、渦流比等)的關(guān)系，為發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣道的設(shè)計(jì)與改進(jìn)提供依據(jù)。 本文首先

3、以實(shí)際135型柴油機(jī)的螺旋進(jìn)氣道為原型，進(jìn)行氣道穩(wěn)流試驗(yàn)，得到進(jìn)氣道不同氣門升程下的評(píng)價(jià)參數(shù)：流量系數(shù)和渦流比．然后借助先進(jìn)制造技術(shù)CAD軟件Pro/E和流體三維數(shù)值模擬技術(shù)CFD等手段，對(duì)進(jìn)氣道原型進(jìn)行模擬計(jì)算，獲得其內(nèi)部的壓力場、速度場和流量場等的詳細(xì)分布，并計(jì)算和實(shí)驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)參數(shù)，進(jìn)而比較實(shí)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)和模擬計(jì)算之間的相對(duì)誤差。在誤差允許范圍內(nèi)，用Pro/E對(duì)進(jìn)氣道原型的幾何形狀進(jìn)行修改，并利用CFD軟件STAR-CD進(jìn)行計(jì)算，達(dá)