进气道螺旋段结构参数对流动特性影响的研究

用CFD软件进行了柴油机螺旋进气道流动特性的三维数值模拟;利用气道稳流试验台验证了模拟计算的准确性,分析了螺旋段的结构参数对流场特性的影响。研究发现:由于螺旋气道结构的复杂性,螺旋段结构参数对气道性能的影响十分复杂,其中,影响较敏感的结构参数为过渡圆半径、蜗壳半径和气门凸台高度。     

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。     

直喷式柴油机螺旋进气道制造缺陷对气道性能影响的研究

由于螺旋进气道特性显著影响发动机的燃烧和性能,因而对其生产,加工要求很高。作者进行试验模拟各种制造偏差,并分析偏差对气道性能的影响,从而进一步探索减少偏差的方法,提高进气道的制造精度,以保证进气道性能及发动机性能良好。     

卧式柴油机冷却水流动特性的影响因素研究

针对卧式柴油机强制冷却闭式循环系统水套结构,试验研究了不同工况下水套入口流量及关键点的温度和压力。采用计算流体动力学(CFD)三维模拟的方法建立了冷却水流动仿真模型,并进行了试验验证。设计了冷却水套结构参数正交方案,通过CFD模拟分析了水泵出水流量、公共水腔截面形状和面积、缸体及缸盖入水孔的设置和分布等水套结构参数对冷却水流动的影响关系。研究结果表明:卧式柴油机缸体入水孔截面积和布置对缸体水套冷却水流动、冷却效果和冷却均匀性有很大的影响;卧式柴油机缸盖入水孔的位置、孔数和截面积等结构参数对缸盖水套的冷却水流动、冷却效果、冷却均匀性及进/排气侧的冷却分布等均有很大的影响。     

4气门柴油机进气道及缸内流动特性的研究

介绍了直喷式柴油机的4气门进气系统。通过进行螺旋气道与变截面切向气道的组合试验,分析了不同流通截面等因素对气缸内涡流的影响。用热线风速仪测量缸内空气运动。讨论了2个进气道和气缸内的流动规律,探讨了最佳涡流效果的4气门进气系统的设计原则,提出了评价指标和方法。     

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.     

螺旋进气道结构参数对气道流通特性的影响

在分析并选定了评价进气道流通特性的参数的基础上,针对以柴油机为原型机开发的NQ140N天然气发动机,确定出影响进气道流通特性的进气道结构参数,并采用试验方法,对原型机进气道各结构参数单独进行定量调整获得了每一进气道结构参数对螺旋进气道流通特性即平均涡流比和平均流量系数的影响.试验结果表明,各进气道结构参数对流通特性的影响并不是完全单调性.最后,给出了达到某一流通特性参数的试验方法.并采用基于大量试验数据的变量分析方法,使进气道结构参数对其流通性能影响的分析更加直观.     

柴油机切向气道参数化设计与研究

以气道的复杂空间曲面为基础,结合现有的三维设计软件,全面定义了柴油机切向气道的关键结构参数,并通过这些参数正向设计完成了12款内燃机气道,用以研究气道结构参数与气道性能的关系。数值模拟结果表明:气道出口处壁面通过对气流的导向作用对涡流强度有较大的影响;在垂直方向,平均涡流比与气道出口壁面的倾斜角度成反比;在水平方向,气门中心和气缸中心连线与气道出口中心线的夹角呈90°时能使平均涡流比达到最大值。     

柴油机螺旋进气道内的气体流动数值模拟

对柴油机螺旋进气道内的气体流动进行了数值模拟,并着重探讨了数学模型建立,计算网络划分与计算结果分析等有关关键问题。     

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.     

4BTAA柴油机螺旋进气道三维数值模拟

以未简化的实际发动机产品气道为研究对象，使用三维流动力学软件完成了气道稳流试验台中气道，气缸流动的三维数值模拟计算，模拟计算的流场显示出了在气道试验台条件下空气流动过程的详细状况，气道性能评价参数(流量系数和气流扭矩)的流动计算结果与气道试验结果吻合较好，研制出的气道已用于达欧Ⅱ排放标准的4BTAA从柴油机中，数值模拟精度表明，气道CFD计算可以为发动机开发中气道设计提供理论依据。     

柴油机螺旋进气道设计参数优化的数值模拟研究

研究了柴油机螺旋进气道设计参数对缸内涡流比的影响,通过优化选择各结构设计参数,达到改善缸内涡流比的目的。利用三维建模软件对一台高速柴油机的进气道及燃烧室进行三维建模,采用三维计算流体力学软件Converge进行气道和缸内的流动数值模拟计算,并采用均匀设计法,设计了5因素11水平的数值模拟试验,得出了缸内涡流比与结构参数之间的相关关系式。研究结果表明:各结构参数对缸内涡流比的影响程度各不相同,结构参数改变对缸内涡流比的影响能够达到18%以上;通过分析相关关系式选择各结构参数的取值,使缸内涡流比获得最大值1.035 8和最小值0.670 8。     

工艺水平对柴油机气道性能的影响

针对某直喷式柴油机在气道稳流试验时,所测不同气缸盖涡流比存在随气门升程的变化曲线相差较大的问题,对标准气道、气门座孔无倒角气道和倾斜气道分别进行了气道稳流试验数值模拟.标准气道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吻合较好,数值模拟具有一定的可信度.气门座孔无倒角气道和倾斜气道2种方案的模拟结果表明,其气道稳流试验所测涡流比变化范围大,是在气缸盖的生产过程中因机加工和铸造等方面的误差较大所致.     

进气道型式对四气门汽油机进气流动特性的影响

在稳流气道试验台上,研究了四气门汽油机整体式和分体式进气道进气流通特性及产生的缸内滚流特性,提出了进气不均匀度和进气终了滚流比不均匀度的概念．发现四气门汽油机各缸产生的最大滚流轴线与曲轴轴线夹角是不同的．整体式进气道流通系数和平均流通系数大于分体式进气道．分体式进气道进气终了滚流比大于整体式进气道,平均进气终了滚流比增加7％．分体式进气道进气不均匀度小于整体式进气道,而进气终了滚流比不均匀度则大于整体式进气道．     

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。     

柴油机进气道流热耦合计算研究

通过数值模拟方法对气道进行计算,计算结果与实验结果基本相符,证明了数值计算的可靠度。然后计算得到了气道直道弯道部分的准则方程式,最后分析了离心浮升力对气道内部对流换热的影响。     

柴油机进气道流动特性试验与数值模拟

用稳流气道试验和计算流体动力学(CFD)流动模拟两种手段对柴油机进气道进行了流动特性参数的测量和计算.对两气门柴油机的单个螺旋气道的试验和模拟数据进行了对比,对四气门柴油机两气道同时开启情况进行了模拟.根据流场信息对模型进行了修改,修改前后模拟结果的比较说明YZ495的气门与气道匹配良好,YZ4102的单螺旋气道多余截面削除后显著提高了涡流比.