FSAE賽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)及流場(chǎng)特性分析.pdf

1、進(jìn)氣系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，它的布置形式和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率、進(jìn)氣阻力、進(jìn)氣均勻性、缸內(nèi)混合氣運(yùn)動(dòng)和燃燒過程有著重要的影響，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放特性。因此，進(jìn)氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已成為發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它在發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)過程中，占有重要的地位。 進(jìn)氣管可變技術(shù)作為電噴汽油機(jī)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，可以使汽油機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)適合較寬的轉(zhuǎn)速范圍，使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下提高充氣效率，并且能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)在高速工況下具有較

2、高的流通性能，在低速工況下缸內(nèi)氣體具有較強(qiáng)的渦流和滾流運(yùn)動(dòng)，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，降低排放指標(biāo)，本文主要是針對(duì)FSAE賽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行的改進(jìn)設(shè)計(jì)研究及流場(chǎng)特性分析。 首先研究了進(jìn)氣管中氣流運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)效應(yīng)和能量損失以及進(jìn)氣過程中一維非定常流動(dòng)的數(shù)值解法。用GT—Power軟件建立了發(fā)動(dòng)機(jī)模型，分析了進(jìn)氣管長(zhǎng)度變化和穩(wěn)壓腔容積變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，確定改進(jìn)后的進(jìn)氣系統(tǒng)采用二級(jí)可變進(jìn)氣管技術(shù)，利用GT—Power模擬確

3、定了二級(jí)的管長(zhǎng)分別為250mm和600mm，二級(jí)的切換點(diǎn)為4500r/min。 借助計(jì)算流體力學(xué)(CFD)輔助內(nèi)燃機(jī)分析理論，利用三維流體計(jì)算軟件FIRE對(duì)改進(jìn)前后的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)包括空氣濾清器—進(jìn)氣管—進(jìn)氣道—進(jìn)氣門—?dú)飧走M(jìn)行了流場(chǎng)模擬。比較了改進(jìn)前后進(jìn)氣系統(tǒng)在不同氣門升程下的質(zhì)量流量、進(jìn)氣門出口速度。 本文采用計(jì)算機(jī)輔助分析手段，將一維發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程循環(huán)模擬與三維CFD流場(chǎng)分析結(jié)合，對(duì)原發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。結(jié)果