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。     

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...     

非均匀气流与温度分布对汽车空调性能的影响

冷凝器外侧的气流状态和温度分布对汽车空调系统性能有重要影响。受低温散热器、中冷器等散热元件布置位置的影响,流经散热元件的部分区域进风温度会升高、流速会降低,从而使冷凝器外侧空气的速度和温度形成非均匀的分布状态。本文通过建立空调系统模型,从制冷量、排气压力、压缩机功耗等方面对比分析这种非均匀气流与温度分布对空调系统性能的影响,研究风速、风温、散热元件布置位置等因素对空调性能的影响程度。     

喷雾引导型直喷汽油机燃油喷射对缸内流动特性影响的数值研究

为了深入研究喷雾引导型直喷汽油机燃油喷射对缸内流动特性的影响,利用STAR-CD软件数值模拟了1 500 r/min全负荷和5 500 r/min全负荷两个典型工况下发动机缸内的流动特性.对比分析了每一转速下,无喷射和有喷射时缸内的滚流率、湍流强度、点火区域的湍流强度以及关注切面的流场分布等.结果表明:在低转速全负荷工况下,燃油喷射过程对缸内流动有强烈的干涉作用,而高转速全负荷时该影响很小.另外,燃油喷射对高、低转速下缸内的平均湍能强度影响很小,而对点火区域的湍动能有很大提高.     

提升乘用车汽油机燃烧系统性能的研究

应用稳态CFD数值分析和气道稳流试验方法对某乘用车汽油机的原气道和改进气道进行了分析。计算和试验均表明:改进的进气道比原进气道流量系数降低14%,但滚流比提高56%;改进的排气道流量系数比原排气道提高10%。燃烧室也进行了减小最远火焰传播距离和降低面容比的改进。基于改进前后的燃烧系统进行了进气和压缩两冲程的瞬态CFD分析,结果表明:改进后的燃烧系统在缸内能形成更规则的大尺度漩涡,而且缸内瞬态滚流比更高,湍动能也高于原燃烧系统。最后通过试验进行了验证,结果表明:在外特性上,改进燃烧系统的点火提前角比原燃烧系统在中低速提前3～5°CA,高速时基本一致。改进燃烧系统的中低速扭矩比原燃烧系统提高4%～10%,部分负荷燃油消耗率降低5%～9%,高速时两者差别不大。     

车用汽油机流动过程模拟及基于DoE的配气相位优化

以某可变配气定时汽油机为原型,利用BOOST软件建立了流动过程模型并进行标定。运用DoE方法对原机的配气相位进行了优化,获得外特性时对应的最优配气相位。模拟计算显示:发动机采用优化的配气相位后,充气效率和转矩在外特性低速段下,最大优化率达10%。     

基于缸内燃烧分析的发动机金属温度场计算方法

为了提高发动机缸盖、缸体金属温度场分析的准确度,提出了一种基于缸内燃烧分析的发动机金属温度场分析方法。首先,基于发动机的标定信息,进行了缸内的燃烧分析,研究了各部分边界上的对流传热量;其次,进行了水套的流动分析,对其传热系数进行了评估;再次,考虑了活塞环与缸壁的摩擦换热及活塞与缸壁的热传导;最后,基于上述的热边界条件进行了金属温度场的计算,并与试验进行了验证。结果表明:采用该算法,缸盖、缸体金属温度场分布比较合理,监测点温度与试验比较吻合。     

提高V6型汽油机低速扭矩优化策略研究

为提高某V6型发动机低速扭矩并兼顾该机高速动力性能,利用Ricardo发动机性能分析软件WAVE对该机进行建模计算。根据优化分析,采取进气相位提前10°CA,排气相位提前5°CA,进气管长度为150 mm,不同的转速工况设置进气系统节气门的不同开闭等策略,可使该机低速扭矩及功率提升5%左右,小范围高速扭矩及功率略有牺牲,但结果是可以接受的。     

汽油发动机机体强度和缸套变形分析

对某发动机机体及其缸套进行热传导计算,得到其在全速全负荷稳态工况下的温度场分布;评价其温度场分布的合理性并以此为边界条件进行机体热强度分析.计算机体和缸套在预紧力工况、温度载荷工况以及燃气爆发压力工况下的变形和强度.采用傅里叶展开法处理得到缸套的各阶次变形情况,并通过各阶次变形评价指标评价缸套.     

利用可变气门相位提高车用发动机性能的研究

应用WAVE整机性能分析软件研究了某汽油机的可变气门相位对发动机性能的影响,提出了优化的进、排气相位.在此基础上,进行了不同进、排气相位策略对发动机动力性、经济性和排放影响的试验研究.研究着重分析在外特性及2 000 r/min负荷特性下采用可变气门相位技术对发动机性能的影响.研究结果表明,采用可变气门相位技术,不但提高了低速扭矩和最大功率,还改善了低速、部分负荷时的燃油经济性.