基于试验设计的发动机进气系统动态优化

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发动机试验室进气系统的优化设计

设计时需要综合考虑各种试验设备的布置和安装条件,各管路、线路设计的工艺条件。

设计时事先主要考虑以下要求:良好的工作空间和试验人员的安全性;能满足预计各种类型试验顺利进行的各种需要;试验台架的设计功率和试验的性质;水源供应与循环用水系统;供电系统能提供试验设备与仪器所需的多种电压;管路系统合理布置,便于维护保养和维修;完善的消防措施;试验台架的自动化程度、通用性和灵活性等。

(1)发动机台架试验室设计的要点发动机台架试验室设计的要点是满足排放法规的要求和发动机实际的专业工作条件,同时兼顾建筑上的要求。

依据国家环保局颁布的GB 17691—2018《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》、GB17692—1999《汽车用发机净功率测试方法》及GB20891—高;若送风量不足,则影响试验的正常运行。

(2)标准测试主要涉及要求根据上述三个标准要求,要对实验室的空气状况进行测量。

由于发动机的进气温度、湿度和压力都对发动机功率构成影响,其测量值最后作为修正参数,对发动机测试功率和油耗进行修正这些标准对试验室大气因子都有要求,如果试验室大气因子不在法定值内,则试验结果无效。

实际发动机试验中,依据这三个标准,还要求试验室进气系统需要代表实际的发动机运行件。

发动机进气空调是与测功机配套使用的试验室辅助设备之一,其选型是否合理直接影响到发动机台架的总体性能。

GB17692—1999对发动机试验标准进气条做出要求(见表1)。

目前国内已有产品能满足恒压、恒温和恒湿的进气要求,能减少校正误差。

同时,在选择相应的温湿度和压力传感器时,需要注意所选传感器的精度,发动机进气温度要求:±2k;大气压力:±100Pa;进气压力:+50Pa。

(3)发动机实际应用要求发动机在整车上应用时,对于不同工况,发动机进气压力根据发动机进气量而不同。

在发动机台架试验时,还要考虑到安装进气流量计、温湿度计和压力传感器的要求。

基于试验设计的发动机进气系统动态优化设计

基于四分之一波长管的参数化模型，研究了发动机进气系统动态优化设计
方法。应用“ 源法 ” 在不具备发动机仿真模型的情况下，无，通过进气系统声学性能ＤＥ分析，用响应面法对四分之一Ｏ利波长管的设计参数进行优化，为进气系统声学性能设计提供依据。
ｅｇｎ－ｎ — ｏｃ－ｔｏｓｐｒｓｎｅｎｉｅｏｓｕｒｅｍｅｈｄｗａｅｅｔｄ．Ｂａｅｎｈｐｒｍｅｅｉｅｍｏｅｏｕｒｅｖｕｅ，ｔｅｍｅｈｄｆｓｄｏｔｅａａｔｒｚｄｄｌｆａｑａｔｒｗａｅｔｎｒｈｔｏｏｄｙｍｉｐｉｚｔｏｄｓｇｆｒｎａｅｙｔｍｓｆａｅｇｎｗａｓｕｉｄ．Ｕｓｎｔｎ —ｏｒｅｍｅｈｄ，ｗｉｈｕｔｅｎａｃｏｔｍｉａｉｎｅｉｎｏｉｔｋｓｓｅｏｎｎｉｅｓｔｄｅｉｇｈｅｏｓｕｃ — ｔｏｔｏｔｈｅｍｕｌｔｏｄｅｆａｎｇｎａｉｎｍｏｌｏｎｅｉｅ，ｔｅａｏｓｉｒｐｒｙａａｙｉｆｉｓｉａｅｓｓｅｏｌｅｐｒｏｍｅｈｃｕｔｃｐｏｅｎｌｓｓｏｔｎｔｋｙｔｍｓｃｕｄｂｅｆｒｄ．Ａｎｐｌｉｇｔｅｔｄａｐｙｎｈ
关键词：发动机；进气系统；学性能；声优化；无源法
中图分类号：Ｔ５５＋．Ｂ３２文献标识码：Ａ
Ｄｙｍｉｐｉｉａｉｎｄｓｇｆｒｉｔｋｅｓｓｅｆａｅｉｎａｃｏｔｍｚｔｏｅｉｎｏｎａｙｔｍｓｏｎｎｇｎｅ

汽车发动机的进气系统优化

汽车发动机的进气系统优化汽车发动机就如同人的心脏，为车辆的运行提供源源不断的动力。

而进气系统，则是发动机这个“心脏”得以高效工作的重要环节。

就好像人呼吸新鲜空气能保持活力一样，发动机的进气系统若能优化得当，就能显著提升发动机的性能。

进气系统的主要作用是为发动机提供清洁、充足且适量的空气。

它由一系列组件构成，包括空气滤清器、进气歧管、节气门等。

这些部件协同工作，确保空气顺利进入气缸，与燃油混合燃烧，产生动力。

在优化进气系统时，首先要考虑的是空气滤清器。

空气滤清器就像是发动机的“口罩”，它能过滤空气中的杂质和灰尘，防止其进入发动机内部造成磨损。

然而，如果滤清器的过滤性能过强，会导致进气阻力增大，影响进气量；反之，如果过滤性能不足，杂质进入发动机则会缩短其使用寿命。

因此，选择合适的空气滤清器至关重要。

高性能的空气滤清器在保证过滤效果的同时，能最大程度减少进气阻力，提升进气效率。

进气歧管的设计也是优化的重点之一。

进气歧管负责将空气均匀地分配到各个气缸。

传统的进气歧管通常是固定形状的，但随着技术的发展，可变进气歧管应运而生。

可变进气歧管可以根据发动机的转速和负荷，调整进气通道的长度和截面积，从而在不同工况下都能提供最佳的进气效果。

例如，在低转速时，较短的进气通道能够提高进气速度，增加扭矩输出；而在高转速时，较长的进气通道则有助于提高进气量，提升功率。

节气门的作用类似于水龙头，控制着进气量的大小。

优化节气门的响应速度和精度，可以使发动机的进气控制更加精确，从而提高燃烧效率和动力输出。

电子节气门由于其响应速度快、控制精度高，逐渐取代了传统的机械节气门。

同时，通过对节气门的调校，使其与发动机的其他系统更好地协同工作，也是提升进气系统性能的重要手段。

除了上述部件的优化，进气系统的管道布局和材质也会对进气效果产生影响。

合理的管道布局能够减少气流的阻力和紊流，使空气更加顺畅地进入气缸。

在材质方面，使用光滑内壁的材料，如铝合金或碳纤维，可以降低空气在管道内的摩擦损失。

基于正交试验的乙醇汽油发动机进气系统优化设计

基于正交试验的乙醇汽油发动机进气系统优
化设计
1 研究背景
汽车已成为现代人们生活中必不可少的交通工具，而燃油消耗以
及尾气排放成为了汽车工业亟需解决的问题。

在燃油消耗方面，优化
发动机进气系统的设计可以减少发动机耗油量，同时提高其性能。

2 正交试验法介绍
正交试验法是一种统计实验设计方法，它可以最小化试验次数，
从而优化研究对象的设计。

与传统的一次变量改变一个因素的方法不同，正交试验法通过改变多个因素并确定影响程度来找出最优解决方案。

3 优化设计方法
我们通过正交试验法来优化发动机进气系统设计，控制因素包括
进气温度、进气压力、进气时间、进气位置等多个因素。

通过正交表，得出不同因素对于燃油消耗量的影响，并结合实际情况，确定最佳设
计方案。

4 结果分析
通过正交试验法，我们得出了最佳的发动机进气系统设计方案，
并在实际汽车中进行测试。

结果显示，在最佳设计方案下，发动机耗
油量得到了明显的减少，同时尾气排放也有所降低。

优化后的进气系
统设计可以大大提高汽车的性能、降低油耗和环境污染，且可以在一
定程度上提高汽车的使用寿命。

5 结论
正交试验法有效地帮助我们优化了发动机进气系统的设计，从而
减少了燃料消耗和尾气排放，提高了汽车的性能，给车主带来更好的
用车体验。

在今后的汽车设计中，我们可以更广泛地应用正交试验法，不断优化汽车的性能和使用寿命，让汽车服务更多的人们。

毕业论文基于GT-Power汽油机进排气系统优化研究

毕业论文基于GT-Power汽油机进排气系统优化研究上海工程技术大学毕业设计(论文) 基于GT-Power汽油机进排气系统优化研究目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1 绪论 .................................................................3 1.1 研究的背景 ......................................................... 3 1.2 发动机研究现状 ..................................................... 4 1.3 本文研究内容与方法 . (4)发动机仿真软件介绍与应用 (5)22.1 发动机仿真软件研究模式 (5)6 2.2 计算机仿真技术的应用和优点 .........................................2.3 发动机常用仿真软件 (6)ATLAB/SIMULINK (7)2.3.1 M2.3.2 RicardoWAVE ..................................................... 7 2.3.3 AVL-BOOST ...................................................... 8 2.3.4 GT-Power ......................................................... 8 3 基于GT-Power发动机仿真模型建立 ...................................... 9 3.1 建立GT-Power模型 .. (9)3.1.1 发动机进排气管模型 ..............................................10 3.1.2 空气滤清器模型 .................................................. 11 3.1.3 喷油器模型 ...................................................... 12 3.1.4 气缸模型 ........................................................ 12 3.1.5 曲轴箱模型 (12)3.2 发动机模型验证 .................................................... 13 4 进气系统优化 ........................................................ 14 4.1进气管长度优化 .. (14)1上海工程技术大学毕业设计(论文) 基于GT-Power汽油机进排气系统优化研究4.2 进气管直径优化 .................................................... 17 4.3 压缩比优化 ........................................................ 19 4.4 谐振腔容积优化 .................................................... 22 5 排气系统优化 .. (24)5.1排气管1段直径优化 .................................................25 5.2排气管2段直径优化 (28)5.3 排气管3段直径优化 ................................................ 31 5.4 排气管4段直径优化 ................................................ 33 5.5 排气管2段长度优化 (35)5.6 排气管4段长度优化 ................................................ 37 5.7 优化结果汇总 (41)6 结论 (42)参考文献 ..............................................................442上海工程技术大学毕业设计(论文) 基于GT-Power汽油机进排气系统优化研究3上海工程技术大学毕业设计(论文) 基于GT-Power汽油机进排气系统优化研究摘要随着时代的发展，石油资源越来越匮乏，环境污染越来越严重，节能减排势在必行。

基于CFD仿真分析的某项目进气系统优化

10.16638/ki.1671-7988.2018.07.012基于CFD仿真分析的某项目进气系统优化李光武，邢冠华（华晨汽车工程研究院动力总成综合技术处，辽宁沈阳110141）摘要：进气系统压力损失及系统内的气流均匀度是影响发动机性能（功率，扭矩，寿命）及整车性能（油耗，排放等）的重要指标，根据经验，压力损失每增加1KPa，将损失大约3%的功率、扭矩；如果空气滤芯的气流均匀度不好，将影响空气滤芯的滤清效率及容尘量性能，从而影响发动机性能及寿命；如果空气流量计表面的气流均匀度不好，会影响空气流量计信号，导致EUC控制的喷油量不准确，从而导致油耗变多，排放过高，所以，在进气系统开发过程中，CFD仿真分析显得尤其重要，不仅可以满足发动机性能的要求，对整车油耗及排放也有积极的影响。

关键词：进气系统；CFD仿真；压力损失；气流均匀度中图分类号：U463.6 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)07-37-04Using CFD Simulation to Optimize Air Intake SystemLi Guangwu, Xing Guanghua（Brilliance Auto R&D Center, Powertrain Integrated Technology Section, Liaoning Shenyang 110141）Abstract:Pressure loss and inner air flow uniformity of air intake system is an important impact for performance of engine(power, torque, lifetime) and vehicle(fuel consumption, emission and so on), as a rule of thumb, 1KPa increase of pressure loss, power and torque of engine will loss 3%, if inner air flow is not uniform enough, filtration efficiency and duct holding capacity of filter element will be worse and there will be a bad effect for engine performance and lifetime; if the air flow around mass air flow sensor is not uniform enough, it will affect signal of mass air flow sensor, ECU will get wrong information and fuel volume provided to engine will be wrong, and fuel consumption will be higher and a bad effect for emission. So, CFD simulation is very important for air intake system development, it can help fulfill target of engine, and also have a better effect for fuel consumption and emission.Keywords: Air intake system; CFD simulation; pressure loss; air flow uniformityCLC NO.: U463.6 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)07-37-04前言在进气系统开发前，发动机会对进气系统提出压力损失的目标要求，压力损失是影响发动机性能（功率，扭矩，寿命）及整车性能（油耗，排放等）的重要指标[1]，压力损失在前期无法用样件进行台架验证的前提下，我们可以通过CFD仿真分析去计算进气系统压力损失的性能。

航空发动机涡轮进气系统优化设计研究

航空发动机涡轮进气系统优化设计研究引言航空发动机是飞机的心脏，而涡轮进气系统则是航空发动机的重要组成部分。

它的设计对于发动机的效能和性能具有重要影响。

本文旨在研究航空发动机涡轮进气系统的优化设计，以提高发动机的效率和可靠性。

1. 涡轮进气系统的基本原理涡轮进气系统是指将外界空气引导到发动机内部，并且将其压缩后供给燃烧室。

它的主要组成部分包括进气道、空气滤清器、调节阀门、压气机等。

进气道主要负责将外界空气引导到发动机内部，因此必须具备低压损失、低流阻和高效率的特点。

优化进气道的内部形状和流场分布可以减小流阻，提高进气效率。

空气滤清器用于过滤进入发动机的空气，防止颗粒物和杂质对发动机的损害。

优化空气滤清器的结构和过滤材料的选用可以提高滤清效果，并减小压力损失。

调节阀门用于控制进气量和调节进气压力。

其设计要考虑到稳定性和响应速度，以满足不同工况下的需求。

压气机是涡轮进气系统的核心部件，主要负责将进气空气压缩后供给燃烧室。

其设计主要考虑压比、效率和可靠性等因素。

2. 优化设计方法为了提高航空发动机涡轮进气系统的性能，以下是几种常用的优化设计方法。

（1）流动分析模拟利用流体力学计算软件进行流动分析模拟，可以得到进气道和压气机的气动性能指标，如流阻、进气效率和压气机效率。

基于模拟结果，可以对进气道和压气机进行结构调整和优化设计，以减小流阻、提高效果。

（2）多目标优化算法利用多目标优化算法，可以将多个设计目标进行综合考虑，如流阻最小化、压力损失最小化、压缩比最大化等。

通过选择合适的权重和约束条件，可以得到一组最优解，实现优化设计的平衡。

（3）试验验证通过制作样机或进行小尺度试验，可以验证优化设计的效果。

试验结果可以用于评估优化设计的性能并提供反馈，以指导进一步的改进。

3. 优化设计实例研究以某型号航空发动机的涡轮进气系统为例，进行优化设计实例研究。

（1）基于流动分析模拟的设计优化通过流动分析模拟，得到了该发动机涡轮进气系统的流阻分布和进气效率曲线。

基于CFD的发动机进气道优化设计

由于计算空间的剖面和表面曲率变化复杂 ,因此合理的构造计算空间的网格对计算的精度和收敛性都有极大的影响。本文采用分块式网格划分方法构建计算空间的三维网格 ,对于形状规则的稳压腔以及模拟气缸套区域 ,全部采用结构化的正六面体网格 ;对于形状变化复杂的进气道、进气门、进气门座圈和燃烧室区域 ,采用非结构化的四面体网格。这种方法使网格的数量大大减少 ,增加了计算收敛的速度 ;同时保证了网格更能真实模拟实物状态 ,使计算精度更高。
Abstract: The gas flow ing characteristic of intake and exhaust system in engine is very comp lex. It could not only affect the volumetric efficiency and the gas exchange loss, but also has important influence on the dynam2 ic p roperty and econom ical efficiency. During the development of a new type 125cc water2cooling engine, the samp le engine performance test indicates that the integrity performance has a gap comparing to the original de2 sign requirements and the original design of intake passage has some defects. In this passage, a CFD model of the p rototype engine’s intake gas passage was built using AVL - F IER and a 3D steady CFD analysis and op ti2 m ization were carried out. A t first, the original gas passage model was validated by the test result, then op ti2 m um analysis basic on the model was p rocessed. The calculation results show that the flux coefficient of the op tim ized real passage is 21% larger than that of the original one; the original real passage was imp roved ac2 cording to the op tim ized solution, and the contrasting test result show s that the flux coefficient is larger than the original one by 19%. Keywords: Engine, Inlet air core, CFD , AVL - F IER

基于CFD模拟的柴油机进气系统优化研究

基于CFD模拟的柴油机进气系统优化研究近年来，基于CFD（计算流体动力学）模拟的柴油机进气系统优化研究成为了汽车工程领域的重要研究方向。

CFD技术可以帮助工程师更加直观地理解流体动力学问题，并在实现一系列方案之前帮助理解效果和探索性能。

本文将深入探讨基于CFD模拟的柴油机进气系统优化研究。

一、CFD模拟的基本原理CFD（Computational Fluid Dynamics）计算流体动力学可以描述流体（包括气体和液体）的流动和传热、传质等物理现象。

CFD模拟是建立在流体基本方程（质量守恒、动量守恒和能量守恒方程）的数值求解基础上，通过计算机程序对流场运动的模拟和预测。

二、柴油机进气系统的优化柴油机进气系统是指空气通过滤芯进入进气歧管，然后经过增压器（如涡轮增压器）升压，最后进入柴油机的气缸中与燃油混合。

进气系统的优化可以提高柴油机的燃烧效率和动力输出。

优化的核心在于提高进气系统的流量效率，避免发生进气死角和漩涡现象，同时增加进气阻力。

优化方案通常包括增加进气道截面积，缩短进气管道长度，提高滤芯效率，减小弯角，增加进气门的数量等。

三、CFD模拟在柴油机进气系统优化中的应用CFD技术是柴油机进气系统优化的重要工具。

通过数值求解，可以模拟出进气系统中的流动场，分析流量、压力、速度、温度等参数，可在电脑上模拟优化进气系统的各个部位。

由于流场的复杂性以及流体与壁面的相互作用，CFD模拟需要考虑多种现实因素，如异速度分层、壁面粗糙、流体热量损失等。

当然，CFD模拟的逼真程度也与网格分割的精度有关。

合理的网格分割可以将模拟结果的准确度提高到最优。

CFD可用于进行多种进气系统参数的敏感性分析，以确定影响进气流动和性能的因素。

综合考虑设计要求和CFD分析结果，方案可以进行多次优化，达到最佳效果。

在最终的优化方案中，可能涉及到从进气口到气缸工作室的所有部件，包括进气口、进口道、增压器、进气阀门等等。

四、如何进行CFD模拟CFD模拟的流程大致包括以下几个步骤：1.建立模型，包括几何构造和网格剖分。

基于OPTISTRUCT的发动机进气系统动态响应分析

基于OptiStruct的发动机进气系统动态响应分析张贝, 黄鹏程, 陈凯(泛亚汽车技术中心有限公司、上海、201201)摘要：本文基于OptiStruct的模态分析和稳态动力学分析功能，分析了某发动机进气系统在台架实验振动激励下的动态应力，并计算了节气门体的加速度峰值。

文章首先介绍了发动机进气系统结构分析方法，然后通过对比三种进气系统设计方案，讨论了不同的支架设计对进气歧管和节气门体结构性能的影响，为设计开发提供了合理的建议，最后通过了试验验证。

关键词：OptiStruct 进气歧管节气门动态响应1. 引言进气系统是指将空气或者混合气导入发动机汽缸内的零部件集合，包含进气岐管、节气门、进气门机构等。

进气系统的功能是为发动机提供清洁、干燥、温度适当的空气进行燃烧，以最大限度的降低发动机磨损并保持最佳的发动机性能，在合理的保养间隔内有效的过滤灰尘并保持进气阻力在规定的限制内。

由于进气端的温度较低，复合材料开始成为热门的进气岐管材质，其质轻而内部光滑，能有效减小阻力，增加进气的效率。

然而，因为轻量复合材料的使用，使进气系统的固有频率比金属进气岐管低，因此需要校核进气岐管在工作状态下的强度，同时节气门体需要满足振动加速度的要求。

本文以某发动机项目为例，对塑料进气岐管和节气门体进行了动态响应分析。

在某轿车用发动机项目的开发早期，为校核进气系统的结构强度，确定节气门体的支架设计方案，通过CAE分析结构动态响应来评价各种预备方案下，进气歧管本体的强度和节气门体的振动加速度，以为设计提供指导。

开发阶段的后期，通过试验与CAE仿真结果的对比，验证了分析方法的可行性。

图1. 进气系统示意图2. 仿真模型与边界条件2.1 仿真思路首先，通过模态计算检验三个进气系统模型的固有频率是否能达到目标值。

如果模态能满足要求，说明结构总体刚度具有一定余量，无须进行后续动态计算；如果模态不能满足要求，则进行动态响应分析，校核结构动态强度和振动加速度，并进行优化，选择一个能达到目标的方案。

CRF450发动机进气系统的优化设计

果。由于单缸机不存在各缸进气量分配不均匀问题，故采用侧面进气有其优越性。由于ＦＳＡＥ规则的限制，可能的进气系统方案只能是节气门一限流阀一谐振腔一发动机。若喷
作者简介：林少辉（１９９２一），男，本科生，研究方向：车辆工程。
气门开度与进气流量系数的关系（见表１）。模型
计算采用显示求解法，发动机燃烧模型采用韦伯
函数口。在计算进、排气管内流体状态时应用的基
本控制方程有：
连续方程：＋嚷＋ｃ＋等警＝０
通讯作者：彭育辉（１９７５一），男，副教授，博士，汽车节能与排放控制、先进制造技术。
中图分类号：Ｕ４６４．１３４文献标识码：Ａ文章编号：１６７２ — ４８０１（２０１５）０卜０８４ — ０３
中国大学生方程式汽车大赛（ＦｏｒｍｕｌａＳｔｕ．ｄｅｎｔＣｈｉｎａ，简称：ＦＳＣ）是一项由中国汽车工程学会主办的方程式赛车比赛。该赛事要求在校大学
力性能的影响规律，对ＣＲＦ４５０发动机进气系统进
行优化设计。
２发动机仿真模型的建立
ＧＴ — ｐｏｗｅｒ是一款由ＧａｍｍａＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ公司
１进气系统整体方案设计
ＣＲＦ４５０发动机安装在车架上后，由于其发动机进气口面向车尾，处于车身背风区，为了充分利用气流的迎风效应提高进气量，必须重新设计进气系统来保证进气人口面向车头，同时合理利用气流的波动效应增加进气量。赛车进气口的主流设计是侧面进气及头部进气，即进气系统人口在车身侧面或者车手头部以上位置。侧面进气可以

发动机进气系统声学性能优化设计技术研究

发动机进气系统声学性能优化设计技术研究发动机进气系统声学性能优化设计技术研究随着各种小型化、轻量化、高效化趋势的发展，汽车发动机进气系统已经成为了现代汽车工业中一个非常重要的组成部分。

而在进气系统中，声学性能优化设计技术的的应用也越来越受到关注。

声学性能的优化可以有效地改善进气系统的流场特性，提高其动力性能，降低噪声污染的发生。

本文针对现有进气系统中存在的一些问题，介绍了一些优化设计技术和方法，旨在提高进气系统的声学性能，优化其流场特性。

首先，声学性能的优化需要对进气系统中的结构和材质进行研究和改善。

例如，通过优化加强筒的长度、形状和位置，可以改善进气噪声的产生，减少空气声波的湍流噪声。

此外，选择合适的材质，分析其物理特性可以降低振动声噪声的发生。

其次，流场学是优化声学性能的关键。

通过数值模拟和实验验证等方法，可以发现进气管各部分内部的流动形式和流速分布情况，进而设计合理的结构和定位方式，从而减小振动和噪声的频率和强度。

同时，通过采用声学吸音技术，可以有效地降低进气管周围各种类型的噪声。

最后，对于高端汽车的发动机进气系统，还可以采用流量调节阀技术和声学增压技术。

这些技术可以通过改变气流的速度，从而达到降低噪声、提高动力性能的目的。

此外，对于某些特殊的进气系统设计，还可以采用串列气缸排列技术来提高机体的制冷效果和进气效率。

综上所述，汽车发动机进气系统声学性能优化设计技术的研究是非常有必要的。

通过采用合理的设计方法和科学的实验验证，进气系统的声学性能可以得到有效的提高，从而进一步优化其动力性能和舒适性，为汽车用户提供更好的驾驶体验。

在实际应用中，针对不同类型的汽车，进气系统的声学性能需求各不相同。

对于一些高性能车辆，其进气系统需要具有更快的响应时间和更高的吸气效率，以保证发动机输出更大的马力和扭矩。

相应地，声学性能优化的设计需加强对进气管壁的减震和降噪性能的研究，以防止通过乘坐者的由于瞬时加速或减速所导致的较大振荡和噪声。

基于GT_Power模型的发动机进气系统优化

图 4为不同进气总管长度计算得到的扭矩转速曲线。由图可知 , 当其他结构参数不变时 , 进气总管长度的改变在中、高转速区对发动机动力性能的影响不大 , 但在低转速区 (1 600 ～ 2 400 r/min) 的影响比较明显 , 其中缩短进气总管长度 , 可明显改善发动机低转速区的动力性能。结合发动机在整车上的布置形式最终将进气总管长度的变动范围设为 480 ～ 540 mm, 即缩短 10% ～ 20%。 3 .2 进气歧管长度变化对动力性能的影响
关键词 :汽油机 ;进气系统 ;性能优化中图分类号 :TK413.4+4 文献标识码 :A 文章编号 :1003-1820(2010)07-0028-04
发动机的进气过程是一个复杂的脉动和谐振过程 , 该过程与进气系统的结构形式 , 进气系统管道的长度、直径等有着直接的关系。近年来国内外许多研究者对此进行过大量的研究 , 其研究结果表明 :进气系统管道长度影响进气管道内压力波谐振频率 ;直径影响进气管道内压力波幅值[ 1 -5] 。但由于受发动机试验条件、研发成本等诸多因素的限制 , 在发动机设计时 , 多采用理论估值加经验设计的方法 , 这无法保证所设计的进气系统为最优的方案。随着计算机硬、软件技术的迅猛发展及其在工程中的广泛应用 , 发动机性能仿真技术也得到了快速发展并日渐成熟 , 逐渐成为现代发动机设计研究的主要辅助手段。 GT-Power软件就是其中较优秀的软件之一 , 本文利用 GT-Power软件完成了与某汽油发动机相匹配的进气系统管道长度对发动机动力性能影响的计算分析及管道长度的优化改进。
图 1 进气系统示意图
2.2 发动机工作过程仿真模型利用 GT-Power软件建立的汽油机工作过程仿

汽车发动机的进气系统优化技巧

汽车发动机的进气系统优化技巧对于汽车来说，发动机就如同其“心脏”，而进气系统则是为这颗“心脏”输送“氧气”的关键通道。

一个优化良好的进气系统能够显著提升发动机的性能，包括动力输出、燃油经济性以及排放表现等方面。

接下来，让我们深入探讨一下汽车发动机进气系统的优化技巧。

首先，我们要明白进气系统的工作原理。

简单来说，进气系统的任务是将空气引入发动机的气缸内，与燃油混合后燃烧产生动力。

在这个过程中，空气需要经过空气滤清器、进气管道、节气门、进气歧管等部件。

空气滤清器是进气系统的第一道防线，它的主要作用是过滤空气中的杂质，防止灰尘、沙粒等进入发动机内部，造成磨损。

然而，过于密集的滤网会增加进气阻力，影响进气量。

因此，选择合适的空气滤清器至关重要。

高性能的空气滤清器通常采用多层过滤材料，既能有效过滤杂质，又能保持较低的进气阻力。

进气管道的设计和材质也会对进气效果产生影响。

光滑的内壁能够减少空气流动的阻力，而采用铝合金等轻质材料可以降低管道的重量，提高发动机的响应速度。

此外，合理设计进气管道的长度和直径也很重要。

较短而粗的管道有利于高转速时的进气，能够提供更多的空气，提升功率输出；而较长而细的管道则更适合低转速时的进气，有助于增加扭矩。

节气门的作用是控制进入发动机的空气量。

对于追求性能的车主来说，可以考虑安装高性能的节气门，其能够更精确地控制进气量，提升发动机的响应性。

进气歧管的设计也不容忽视。

歧管的长度、形状和布局都会影响各气缸的进气均匀性和进气效率。

常见的可变进气歧管技术可以根据发动机的转速和负荷自动调整歧管的长度和形状，从而在不同工况下都能实现较好的进气效果。

除了上述硬件方面的优化，软件的调整也能对进气系统起到优化作用。

例如，通过重新编程发动机控制单元（ECU），可以调整进气量、喷油时间和点火时机等参数，以实现更优化的燃烧过程。

在实际的优化过程中，还需要综合考虑发动机的整体性能和车辆的使用需求。

如果只是日常代步，过于激进的优化可能会导致燃油经济性下降和排放超标；而对于赛车或改装爱好者来说，则可以更加侧重于追求极致的性能提升。

发动机进气管的优化设计

发动机进气管的优化设计
一、具体工作
1.查询文献
通过学习、调查、上网以及文献检索等多种有效方法，系统地收集有关发动机进气管的研究成果及各构件参数；
2.确定方案
在对国内外进气管设计发展的技术现状及研究方向，进行系统分析的基础上，确定设计策略，作为构思总体设计方案的指导思想；
3.开题报告
根据上面所述，并结合指导老师的讲解和要求，完成本论文的开题报告。

4.文献翻译
查找与论文相关的英文文献，完成外文翻译工作；
5.论文初稿
对现有的知识进行整理，初步完成论文初稿。

二、课题进展情况
1.完成发动机进气量与空气流速的计算；
2.进气管长度公式的查找，进气管 UG 三维模型的建立；
3.将进气管的三维模型导入 ANSYS 软件。

三、存在的问题
1.ANSYS 软件的使用还不太熟练，有待加强练习；
2.进气管设计的相关知识掌握还不够全面，需要继续学习；
3.论文初稿有待继续完善，将所做工作完整的展现出来。

四、下一步主要工作
1.进一步地学习 ANSYS 仿真软件，将已建立的模型进行网格划分；
2.进行仿真优设计，对模型展开分析与计算；
3.论文完成初稿的修改；
4.进行论文答辩。

学生签字：
年月日。

基于试验设计的发动机进气系统动态优化设计

基于试验设计的发动机进气系统动态优化设计
岳贵平;张义民
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2011(030)002
【摘要】发动机进气系统噪声是车辆最主要的噪声源之一,对车内噪声影响尤其显著.基于管道声学理论,提出了发动机进气系统噪声仿真方法--无源法;基于四分之一波长管的参数化模型,研究了发动机进气系统动态优化设计方法.应用"无源法",在不具备发动机仿真模型的情况下,通过进气系统声学性能DOE分析,利用响应面法对四分之一波长管的设计参数进行优化,为进气系统声学性能设计提供依据.
【总页数】4页(P177-180)
【作者】岳贵平;张义民
【作者单位】东北大学,机械工程与自动化学院,沈阳,110004;东北大学,机械工程与自动化学院,沈阳,110004
【正文语种】中文
【中图分类】TB535+.2
【相关文献】
1.发动机进气系统声学性能动态优化设计 [J], 岳贵平;张义民
2.基于试验设计的汽油机进气系统参数多目标优化 [J], 赵立峰;李云清;成传松
3.基于高空气流特性的转子发动机进气系统建模与仿真 [J], 马攀伟;牛全民;徐鹏
4.基于Fluent的发动机进气系统优化设计及加工工艺研究 [J], 张俊;叶龙;孙树礼
5.基于国六柴油发动机进气系统噪声的分析 [J], 王强; 李旭林; 李哲; 赵文虎; 杨军锋; 张文虎
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发动机进气系统声学性能动态优化设计

发动机进气系统声学性能动态优化设计岳贵平;张义民【摘要】基于管道声学理论,提出了发动机进气系统噪声仿真方法--噪声仿真简易法.首先,应用噪声仿真简易法,进行发动机进气系统声学性能的试验设计分析;其次,通过多项式拟合,获得主要阶次噪声的响应面表达式;最后,经过设计参数优化,确定最优设计参数.通过发动机进气系统声学性能动态优化设计,能够迅速准确地获得进气系统声学性能优化信息,可为进气系统声学性能设计提供定量依据.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2010(021)009【总页数】4页(P1111-1114)【关键词】发动机;进气系统;声学性能;优化;噪声仿真简易法【作者】岳贵平;张义民【作者单位】东北大学,沈阳,110004;东北大学,沈阳,110004【正文语种】中文【中图分类】TB5350 引言发动机进气系统噪声是车辆最主要的噪声源之一,对车内噪声影响尤其显著[1]。

目前,发动机进排气系统噪声仿真主要集中在一维声学上,消声元件的声学模型不能参数化,并且必须具备发动机仿真模型所需的几何参数和物理参数[2-4]。

现阶段国内的大多数发动机生产企业还不具备自主研发能力,这些企业不能够提供发动机仿真模型所需的几何参数和物理参数,进气系统的声学匹配不能顺利进行;另外,由于进气系统消声元件的声学模型不能参数化,发动机进气系统声学性能的试验设计(design of experiments,DOE)、近似模型和优化等分析就不能进行,严重地影响了进气系统的开发周期。

从实际情况出发,在不具备发动机仿真模型的情况下,如何进行进气系统的声学匹配?在进气系统开发阶段,如何实现消声元件的参数化设计?解决上述问题对现阶段发动机进气系统声学性能设计至关重要。

发动机进气系统声学性能动态优化设计,是在发动机进气系统管口噪声动态模拟的基础上进行的消声元件优化设计[5-6]。

本文针对发动机进气系统往往需要匹配赫尔姆兹消声器的要求,应用噪声仿真简易法和赫尔姆兹消声器的集中参数模型,在不具备发动机仿真模型的情况下,通过进气系统管口噪声DOE分析,利用阶次峰值噪声响应面近似模型对赫尔姆兹消声器的设计参数进行优化,从而改善进气系统的声学性能,使其更好地满足车辆车内外噪声的要求[7-10]。

基于试验设计的汽油机进气系统参数多目标优化

基于试验设计的汽油机进气系统参数多目标优化
赵立峰;李云清;成传松
【期刊名称】《农业机械学报》
【年(卷),期】2010(041)002
【摘要】以集成优化方法为基础,建立汽油机进气系统优化流程,结合发动机循环模拟工具Boost进行计算,并通过试验对模型进行了验证.以标定转速下的进气系统几何参数(进气管长度、直径、谐振腔容积)、点火提前角与循环喷油量为设计变量,应用DOE试验方法,对发动机性能进行多目标优化计算,归纳了进气系统关键参数对整机性能的影响及各变量参数对发动机性能的影响规律,总结了进气管长度对发动机速度特性的影响,为进气系统优化设计提供了一种高效快捷的方法.
【总页数】5页(P1-5)
【作者】赵立峰;李云清;成传松
【作者单位】北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京,100191;北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京,100191;北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京,100191
【正文语种】中文
【中图分类】TK421
【相关文献】
1.基于正交试验设计和模糊分析的船用柴油机燃烧系统参数匹配优化 [J], 孙思远;黄朝霞;徐虎;黄加亮
2.基于多目标优化的纯电动车动力系统参数匹配方法 [J], 张抗抗;徐梁飞;华剑锋;李建秋;欧阳明高;赵小羽;成艾国
3.小型汽油机进气系统参数研究 [J], 何鹏;李云清;王宏楠;王德福;王金成
4.基于正交试验设计的车门系统参数优化 [J], 王镇江;何造;孙润
5.基于正交试验设计的极化磁系统参数优化设计方法的研究 [J], 翟国富;梁慧敏;王嗥;刘筱洲;王立忠;刘茂恺
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