某高强化柴油机进气道的设计开发
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从 图 ４可 以看 出 ， 门全 开 时 （ 气 ８ ｍｍ 升 程 ） 由 于进 气气 流 被两 个气 门分 开 ， 因产 生 剪 切层 而 引起
大 的速度 梯 度 ， 于是产 生湍 流 。因此 ， 较高 的进 气流 速会 形成 较 大 的速度 梯 度 ， 而 产 生 更 大 的湍 流 动 从
能， 形成 了整 个气 道 中质 量 和动 量 交 换 最 强烈 的 区 域 ， 区域 内湍动 能和 耗散 率均 最大 。 此
图 ５示 出经 过进 气 阀 中心纵 截 面 流线 分 布 ， 可
以看 到 ， 门座与 气 缸 连 接 ， 气 形成 突扩 区域 ， 气 体 对
而 言相 当于后 台阶流 动 ， 容易 出现 流 动分 离现象 ； 而 在两 气 门相邻 区域 内 ， 一方 面 由于气 门座 的影 响 ， 流
比等 相关参 数 ， 最后 进 行 了试 验 验证 。
图 ３ 网 格 细 化 图（ 大 ） 放
１ 进 气 道 仿 真
１ １ 网格 的 划 分 ．
１ ２ 仿 真 参 数 的 设 定 ．
计 算 中的边 界条 件 （ 界 条件 的设 定 以试 验 为 边 标 准 ） 下 ： 口 总 压 如 进 一 ８ ． Ｐ ； 温 Ｔ 一 ９ ６ｋ ａ 总 ２ ３Ｋ； 口静 压 Ｐ ９ 出 一 Ｐ — Ａ 一８ ． Ｐ （ 差 ｌ ｐ ４ ６ｋ ａ 压
３ ． — ２． ４ ２５ — ０ ３９ ８ — ３ ０ ． ５ ． ４５ １ — ４ ２ ．１ ． ４ ． ９ —３ １ ８ ７ ． ５ ． １ —３ ４ １ ２ ． ４ ７ ．
而 在气 门升 程较小 时 ， 这样 的损 失所 占的 比重增 大 ，
２ ２ ．
所 以会 出现 仿真 值减 小速率 要 快于试 验值 减小 速率
某 柴 油机 在强 化设 计 中将 直气 道改 为螺 旋 与切 向气 道组 合 ， 计 目标 为 平 均 涡 流 比 ０ ９ １ ３ 本 研 究 设 ．～ ． ，
Hale Waihona Puke 应用 ＦＲ Ｉ Ｅ软件 对该 柴油 机 气 道～气 门一气 缸 实 体 模 型 进行 了 三维 流动 计 算 ， 算 出流 通 系 数 和 涡 流 计
目
６ ０
８ 试 验 台 主 要 仪 器 设 ，
蓉 控系。嗣 备电 制统 － 磊子 和 ｏ
图 ４ 经 过 进 气 阀 中心 纵 截 面 湍 流 强 度 的分 布
马赫数
叶轮
空 气
图 ５ 经 过 进 气 阀 中 心 纵 截 面 流 线 分 布
人 ¨
１３ ２ 沿气 缸径 向截 面流场 分布 ．．
３ １ ．
的现象 。
２ ７ ． １ ８ ．
总 的来说 ， 真值 与试 验值 有较 好 的一 致性 ， 仿 模 型在 气 门升程 较 大 的 时候 精 度 较 高 ， 时该 气 道 达 同
到 了初期 开发 的 目标 ， 均 涡流 比为 ０ ９ １ 平 ．２。
平 均 流 通 系 数 测 量 值
■ ■
ｃ Ｚ ０ １ｍ ＝一 ｄ Ｚ： ０ １ 一 ． ８ｍ
升 程 分 别 取 １ ２ ，，
３， ５， ７， ｍ 。 ４， ６， ８ ｍ
所 用 的 气 道 模 型
为 激 光 快 速 成 型 出来 的 模 型 （ 见
图９。 ） 图 ９ 气道芯盒
图 ６ 气 道 沿 气 缸 径 向 截 面 流 场 分 布
第 ３期 （ 第 １ ４期 ） 总 ９ ２ １ 年 ６月 ０１
车
用
发
动
机
Ｎｏ ３ Ｓ ｒａ Ｎｏ １ ４ ． （ ｅｉｌ ． ９ ）
Ｖ ＥＨ Ｉ ＣＬＥ ＥＮ ＧＩ Ｅ Ｎ
Ｊ ｎ ２ １ ｕ．Ｏ１
某 高 强 化 柴 油 机 进 气 道 的设 计 开 发
刘 鹏 飞 许 俊 峰 韩 君 ， ， ，蔡 忠 周 ，王 良。
测 量 值 计 算 值
１５ ５ ． ５ １２ ４ ． ５ １０ ３ ． ６ ０ ９ ６ ． ７ ０ ９ ． ０ ８ ７ ． ２ ０ ８ ３ ． ６ ０ ５ ２ ． ５ １ １ ． １ ０ ． １ ０ ９ ． ５ ０ ９ ． ３ ０ ８ ． ８ ０ ８ １ ． Ｏ ０ ８ ． ４ ０ ５ ２ ． ４ ２ ． ９ ３
２ ３Ｋ。湍流 模型 采用 ｓ模 型 ， 敛标 准为 １ ＿ 。 ９ 收 Ｏ。 １ ３ 计 算 结果及 分析 ．
图 ２对 气 道 一 些 部 位 的 网 格 作 了 相 应 的 细 化 （ ， 见 图 ３ ， 证 了计算 结果 的可靠 性 。 ）保
１３ １ 沿气 缸轴 向截 面 流场分 布 ． ．
Ａ 一５ｋ ａ 。初 始 条 件 如 下 ：Ｐ 一 ８ Ｐ ，Ｔ ＝ ｐ Ｐ） ９ｋ ａ ＝ ＝
在 Ｃ Ｄ 模型 中， 缸 长 度 取试 验 时 的 １ ７ Ａ 气 ． ５倍
缸 径 ， １ ２ ５ｍｍ， 门升 程 的取 值 与 试 验 时 相 即 ９． 气 同 ， 别为 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ｍｍ。 分 ， ， ， ， ， ， ， 三维 模 型 见 图 １ 在 Ｆ ＲＥ 中 生 成 的 网 格 见 ， Ｉ
中图 分 类 号 ：Ｔ ２ ． ４ Ｋ４ ３ ４ 文献标志码 ： Ｂ 文章 编 号 ： ０ １２ ２ （ ０ １０ －０ ７０ １ ０—２ ２ ２ １） ３０ １—３
进气 道是 柴 油机 的重 要 组 成 部 分 ， 直 接 决 定 它
了柴 油机 的充 气 系 数 ， 而 影 响 了 柴 油 机 的性 能 。 进
从图 ７ 可以看 出， 向气道在气道 出 口处速度 切
达 到最 大 ， 而螺旋 气 道 也在 最 小 截 面 处 速度 开 始 加
大 ， 且在 出 口处 速度 达到 最大 。 并
３ 计 算 与试 验 对 比
各 种情况 下 流通 系数 和涡流 比计算 值 与测量 值
的对 比见表 ２ 。
（． 中 国北 方 发 动 机 研 究 所 ，山 西 大 同 １ ０ ７ ３ ；２ 中北 大 学机 电工 程 学 院 ，山 西 太 原 ３０６ ． １ ００ ） ３ １ ３ ００ ５； ３ ０ １ ３ ．装 甲 兵 驻 长 春 地 区军 事 代 表 室 ，吉 林 长 春
摘 要 ：以 未 简 化 的 某 柴 油机 进 气道 为研 究 对 象 ， 用 三 维 流 动 力 学 软 件 完 成 了 气 道 稳 流 试 验 台 中 气道 ～ 气 缸 使 流 动 的 三 维数 值 模 拟 计 算 ， 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 ， 模 气道 性 能 评
两 个原 因造 成 ： 是 ， 一 当气 门升 程 变 小 时 ， 在气 门座 处 局部 流场 梯度加 大 ， 湍流 度增 加 ， 得 同样 网格数 使
Ｉｍ 测 量值 计 算 值 １ ２
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ １． ６ １４ １． ５ ８ ９ ２ ．７ ６ ９ ３ ．５ ３ ５ ３ ．６ ８ ９ ４ ． ９ ３ ２ ４ ． １ ７ ３ ４ ． ５ ９ ５ １１ Ｏ ． ２ １ ． ８ ７ ８ ２ ． ２ ５ ３ ３ ８ ． ５ ６ ． ５ ５ ．
下 的仿 真误 差 增 大 ； 是 ， 道 边 界 处 的 阻 滞 的影 二 气
响 。试 验 中所 用 管 道 的管 壁 均 匀 光 滑 ， 仿 真所 用 而
１ ． ９ ５
的模型 在边 界处 的 网 格 大小 不 均 匀 ， 因此 阻 力也 不
１ ． ０ ６
均 匀 ， 可 能会增 大 沿 程 阻 力 系 数 ， 加 流动 损 失 ， 这 增
・
１ ・ ８
车
用
发
动
机
２１ 年第 ３ ０１ 期
流互 相 冲击 ， 成进 气 阻力加 大 以及能 量损 失 ， 造 对进 气 冲量产 生影 响 。
湍动能 ／ ２ ｓ ｍ ・
ｍ
踮 ∞ 鳃 ； 写
０
２ 试台 ． 验 １
２ 验吹群 ｍ 风稳 罔 试流
试验台简图见图 Ｈ
主导 地位 ， 螺旋 气 道 口流 出 的速 度 不均 匀 的气 流 形 成局 部 涡 团。随着 湍 流 运 动 在 气缸 内 的进 行 ， 涡 小 团被 分裂 破碎 ， 它将 动量 扩散 给大 涡 团 ， 最终 衰减 直
至 消失 ， 内形 成 均匀统 一 的绕气 缸 中心线 的涡 团 。 缸
图 ６示 出按照 柴油 机气缸 内顶部 到底部 的顺 序 截下 的流场 图 ， 图 中 可 以看 出缸 内涡 流 的发 展 情 从 况 。从 右侧螺 旋气 道流 出 的涡流 占缸 内湍 流运动 的
图 ８ 试 验 台 简 图 表 １ 气 道 稳流 试 验 参数
接吹风机
进 气 门座 喉 口直 径 ／ ｍ ３ 排 气 门座 喉 口直 径 ／ ｍ ３ ａ ｒ ２ ａ ｒ ２ 进 气 门座 锥 角 ／ 。 （） 进 气 门座 宽 ／ ｍ ａ ｒ 进气 门 头直 径 ／ ｍ ａ ｒ ６ Ｏ １ ７ ．５ ３ ７ 排 气 门座 锥 角 ／ 。 （） 排 气 门座 宽 ／ ｍ ａ ｒ 排 气 门 头 直径 ／ ｍｍ ６ Ｏ １７ ．５ ３ ７
图 １ 进 气 道 三 维 模 型 图 ２ 网 格 图
动分 离 出现漩 涡运 动 ， 另一方 面 ， 由于两 股进气 气 又
收 稿 日期 ：２ １ －１１ ；修 回 日期 ：２ ｌ一３０ ０ １０ ５ Ｏ １Ｏ —５ 作 者 简 介 ：刘 鹏 飞 （９ ３ ） 男 ， 士 ， 要 研 究 方 向 为 柴 油 机 性 能 匹 配 ；０ｉｐ ｎ ｆｉ １３ ｃｒ。 １８ 一 ， 硕 主 Ｏ １ ｅ ｇｅ ６ ．ｏ ｕ ＠ ｎ
价参数（ 流通 系数 和 涡 流 比） 流 动计 算 结 果 与 气 道 试 验 结 果 吻 合 较 好 。数 值 模 拟 精 度 表 明 ， 道 Ｃ Ｄ 计 算 可 以 的 气 Ｆ
为 发 动 机 开发 中气道 设 计 提 供 理 论 依 据 。
关 键 词 ：柴 油 机 ； 气 道 ； 值 模 拟 ；计 算 流 体 动 力 学 进 数
２ ２ 试 验 方 法 ．
试 验方法 采用 等压 差法 ， 测量 方式采 用 叶片式 ， 气 体流动 方 向均 与 发 动 机 实 际 进 排 气 流 动 方 向 一
致 。试 验 时 环 境 温 度 为 Ｉ Ｃ， 境 大 气 压 为 ｉ。 环
８ ． Ｐ ， 道 压 ８ ７ｋ ａ 气
差 为 ５ ｋ ａ 气 门 Ｐ ，
化改 进 。
由表 ２可 知 ， 算结 果 与测量 结 果 吻合 较 好 ， 计 平 均 流通 系数 及 平 均 涡 流 比的偏 差 小 于 ５ ， 于一 由 般 气道 试验 台测 量 误 差 约 为 ５ ， 以从 计 算 结 果 所
２１ ０ １年 ６月
刘 鹏 飞 ， ： 高 强化 柴 油 机 进 气 道 的 设 计 开 发 等 某
表 ２ 不 同升 程 下 的计 算 与试 验 结 果 对 比
升程／ 流通 系数 偏差／ 涡 流 比 偏差／
值 减小 的速 率要快 于试 验值 减 小 的速 率 。这可 能 由
０ ３ ８ ． ０
偏差／
平 均 涡 流 比 测 量 值 计 算 值
０ ８ １ ． ８
偏差／
计 算 值
０ ３ ７ ． １ ～３ ０ ．
０ ９ １ ． ２
４ ３ ．
４ 结 束 语
通过 气道 内流 动 的三维 数值 模拟 计算 与稳 流试
验表 明 ， 气道 内纯 流 动 的 三维 数 值 模 拟 已有 了相 当 高 的精度 ， 以用 Ｃ Ｄ计 算部 分代 替稳 流试 验 。此 可 Ｆ 外， 气道 Ｃ Ｄ计 算 能得 到在气 道稳 流试 验 台上无 法 Ｆ 得 到 的大 量 三维流 场 的详尽 信息 ， 因此 ， 发动 机产 在 品的开 发 阶 段 （ 未 生 产 出缸 盖 产 品 之 前 ） 采 用 尚 ， Ｃ Ｄ技术 能 准确 找 出气 道 不合 理 的部位 ， 进 行 优 Ｆ 并
大 的速度 梯 度 ， 于是产 生湍 流 。因此 ， 较高 的进 气流 速会 形成 较 大 的速度 梯 度 ， 而 产 生 更 大 的湍 流 动 从
能， 形成 了整 个气 道 中质 量 和动 量 交 换 最 强烈 的 区 域 ， 区域 内湍动 能和 耗散 率均 最大 。 此
图 ５示 出经 过进 气 阀 中心纵 截 面 流线 分 布 ， 可
以看 到 ， 门座与 气 缸 连 接 ， 气 形成 突扩 区域 ， 气 体 对
而 言相 当于后 台阶流 动 ， 容易 出现 流 动分 离现象 ； 而 在两 气 门相邻 区域 内 ， 一方 面 由于气 门座 的影 响 ， 流
比等 相关参 数 ， 最后 进 行 了试 验 验证 。
图 ３ 网 格 细 化 图（ 大 ） 放
１ 进 气 道 仿 真
１ １ 网格 的 划 分 ．
１ ２ 仿 真 参 数 的 设 定 ．
计 算 中的边 界条 件 （ 界 条件 的设 定 以试 验 为 边 标 准 ） 下 ： 口 总 压 如 进 一 ８ ． Ｐ ； 温 Ｔ 一 ９ ６ｋ ａ 总 ２ ３Ｋ； 口静 压 Ｐ ９ 出 一 Ｐ — Ａ 一８ ． Ｐ （ 差 ｌ ｐ ４ ６ｋ ａ 压
３ ． — ２． ４ ２５ — ０ ３９ ８ — ３ ０ ． ５ ． ４５ １ — ４ ２ ．１ ． ４ ． ９ —３ １ ８ ７ ． ５ ． １ —３ ４ １ ２ ． ４ ７ ．
而 在气 门升 程较小 时 ， 这样 的损 失所 占的 比重增 大 ，
２ ２ ．
所 以会 出现 仿真 值减 小速率 要 快于试 验值 减小 速率
某 柴 油机 在强 化设 计 中将 直气 道改 为螺 旋 与切 向气 道组 合 ， 计 目标 为 平 均 涡 流 比 ０ ９ １ ３ 本 研 究 设 ．～ ． ，
Hale Waihona Puke 应用 ＦＲ Ｉ Ｅ软件 对该 柴油 机 气 道～气 门一气 缸 实 体 模 型 进行 了 三维 流动 计 算 ， 算 出流 通 系 数 和 涡 流 计
目
６ ０
８ 试 验 台 主 要 仪 器 设 ，
蓉 控系。嗣 备电 制统 － 磊子 和 ｏ
图 ４ 经 过 进 气 阀 中心 纵 截 面 湍 流 强 度 的分 布
马赫数
叶轮
空 气
图 ５ 经 过 进 气 阀 中 心 纵 截 面 流 线 分 布
人 ¨
１３ ２ 沿气 缸径 向截 面流场 分布 ．．
３ １ ．
的现象 。
２ ７ ． １ ８ ．
总 的来说 ， 真值 与试 验值 有较 好 的一 致性 ， 仿 模 型在 气 门升程 较 大 的 时候 精 度 较 高 ， 时该 气 道 达 同
到 了初期 开发 的 目标 ， 均 涡流 比为 ０ ９ １ 平 ．２。
平 均 流 通 系 数 测 量 值
■ ■
ｃ Ｚ ０ １ｍ ＝一 ｄ Ｚ： ０ １ 一 ． ８ｍ
升 程 分 别 取 １ ２ ，，
３， ５， ７， ｍ 。 ４， ６， ８ ｍ
所 用 的 气 道 模 型
为 激 光 快 速 成 型 出来 的 模 型 （ 见
图９。 ） 图 ９ 气道芯盒
图 ６ 气 道 沿 气 缸 径 向 截 面 流 场 分 布
第 ３期 （ 第 １ ４期 ） 总 ９ ２ １ 年 ６月 ０１
车
用
发
动
机
Ｎｏ ３ Ｓ ｒａ Ｎｏ １ ４ ． （ ｅｉｌ ． ９ ）
Ｖ ＥＨ Ｉ ＣＬＥ ＥＮ ＧＩ Ｅ Ｎ
Ｊ ｎ ２ １ ｕ．Ｏ１
某 高 强 化 柴 油 机 进 气 道 的设 计 开 发
刘 鹏 飞 许 俊 峰 韩 君 ， ， ，蔡 忠 周 ，王 良。
测 量 值 计 算 值
１５ ５ ． ５ １２ ４ ． ５ １０ ３ ． ６ ０ ９ ６ ． ７ ０ ９ ． ０ ８ ７ ． ２ ０ ８ ３ ． ６ ０ ５ ２ ． ５ １ １ ． １ ０ ． １ ０ ９ ． ５ ０ ９ ． ３ ０ ８ ． ８ ０ ８ １ ． Ｏ ０ ８ ． ４ ０ ５ ２ ． ４ ２ ． ９ ３
２ ３Ｋ。湍流 模型 采用 ｓ模 型 ， 敛标 准为 １ ＿ 。 ９ 收 Ｏ。 １ ３ 计 算 结果及 分析 ．
图 ２对 气 道 一 些 部 位 的 网 格 作 了 相 应 的 细 化 （ ， 见 图 ３ ， 证 了计算 结果 的可靠 性 。 ）保
１３ １ 沿气 缸轴 向截 面 流场分 布 ． ．
Ａ 一５ｋ ａ 。初 始 条 件 如 下 ：Ｐ 一 ８ Ｐ ，Ｔ ＝ ｐ Ｐ） ９ｋ ａ ＝ ＝
在 Ｃ Ｄ 模型 中， 缸 长 度 取试 验 时 的 １ ７ Ａ 气 ． ５倍
缸 径 ， １ ２ ５ｍｍ， 门升 程 的取 值 与 试 验 时 相 即 ９． 气 同 ， 别为 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ｍｍ。 分 ， ， ， ， ， ， ， 三维 模 型 见 图 １ 在 Ｆ ＲＥ 中 生 成 的 网 格 见 ， Ｉ
中图 分 类 号 ：Ｔ ２ ． ４ Ｋ４ ３ ４ 文献标志码 ： Ｂ 文章 编 号 ： ０ １２ ２ （ ０ １０ －０ ７０ １ ０—２ ２ ２ １） ３０ １—３
进气 道是 柴 油机 的重 要 组 成 部 分 ， 直 接 决 定 它
了柴 油机 的充 气 系 数 ， 而 影 响 了 柴 油 机 的性 能 。 进
从图 ７ 可以看 出， 向气道在气道 出 口处速度 切
达 到最 大 ， 而螺旋 气 道 也在 最 小 截 面 处 速度 开 始 加
大 ， 且在 出 口处 速度 达到 最大 。 并
３ 计 算 与试 验 对 比
各 种情况 下 流通 系数 和涡流 比计算 值 与测量 值
的对 比见表 ２ 。
（． 中 国北 方 发 动 机 研 究 所 ，山 西 大 同 １ ０ ７ ３ ；２ 中北 大 学机 电工 程 学 院 ，山 西 太 原 ３０６ ． １ ００ ） ３ １ ３ ００ ５； ３ ０ １ ３ ．装 甲 兵 驻 长 春 地 区军 事 代 表 室 ，吉 林 长 春
摘 要 ：以 未 简 化 的 某 柴 油机 进 气道 为研 究 对 象 ， 用 三 维 流 动 力 学 软 件 完 成 了 气 道 稳 流 试 验 台 中 气道 ～ 气 缸 使 流 动 的 三 维数 值 模 拟 计 算 ， 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 ， 模 气道 性 能 评
两 个原 因造 成 ： 是 ， 一 当气 门升 程 变 小 时 ， 在气 门座 处 局部 流场 梯度加 大 ， 湍流 度增 加 ， 得 同样 网格数 使
Ｉｍ 测 量值 计 算 值 １ ２
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ １． ６ １４ １． ５ ８ ９ ２ ．７ ６ ９ ３ ．５ ３ ５ ３ ．６ ８ ９ ４ ． ９ ３ ２ ４ ． １ ７ ３ ４ ． ５ ９ ５ １１ Ｏ ． ２ １ ． ８ ７ ８ ２ ． ２ ５ ３ ３ ８ ． ５ ６ ． ５ ５ ．
下 的仿 真误 差 增 大 ； 是 ， 道 边 界 处 的 阻 滞 的影 二 气
响 。试 验 中所 用 管 道 的管 壁 均 匀 光 滑 ， 仿 真所 用 而
１ ． ９ ５
的模型 在边 界处 的 网 格 大小 不 均 匀 ， 因此 阻 力也 不
１ ． ０ ６
均 匀 ， 可 能会增 大 沿 程 阻 力 系 数 ， 加 流动 损 失 ， 这 增
・
１ ・ ８
车
用
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动
机
２１ 年第 ３ ０１ 期
流互 相 冲击 ， 成进 气 阻力加 大 以及能 量损 失 ， 造 对进 气 冲量产 生影 响 。
湍动能 ／ ２ ｓ ｍ ・
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踮 ∞ 鳃 ； 写
０
２ 试台 ． 验 １
２ 验吹群 ｍ 风稳 罔 试流
试验台简图见图 Ｈ
主导 地位 ， 螺旋 气 道 口流 出 的速 度 不均 匀 的气 流 形 成局 部 涡 团。随着 湍 流 运 动 在 气缸 内 的进 行 ， 涡 小 团被 分裂 破碎 ， 它将 动量 扩散 给大 涡 团 ， 最终 衰减 直
至 消失 ， 内形 成 均匀统 一 的绕气 缸 中心线 的涡 团 。 缸
图 ６示 出按照 柴油 机气缸 内顶部 到底部 的顺 序 截下 的流场 图 ， 图 中 可 以看 出缸 内涡 流 的发 展 情 从 况 。从 右侧螺 旋气 道流 出 的涡流 占缸 内湍 流运动 的
图 ８ 试 验 台 简 图 表 １ 气 道 稳流 试 验 参数
接吹风机
进 气 门座 喉 口直 径 ／ ｍ ３ 排 气 门座 喉 口直 径 ／ ｍ ３ ａ ｒ ２ ａ ｒ ２ 进 气 门座 锥 角 ／ 。 （） 进 气 门座 宽 ／ ｍ ａ ｒ 进气 门 头直 径 ／ ｍ ａ ｒ ６ Ｏ １ ７ ．５ ３ ７ 排 气 门座 锥 角 ／ 。 （） 排 气 门座 宽 ／ ｍ ａ ｒ 排 气 门 头 直径 ／ ｍｍ ６ Ｏ １７ ．５ ３ ７
图 １ 进 气 道 三 维 模 型 图 ２ 网 格 图
动分 离 出现漩 涡运 动 ， 另一方 面 ， 由于两 股进气 气 又
收 稿 日期 ：２ １ －１１ ；修 回 日期 ：２ ｌ一３０ ０ １０ ５ Ｏ １Ｏ —５ 作 者 简 介 ：刘 鹏 飞 （９ ３ ） 男 ， 士 ， 要 研 究 方 向 为 柴 油 机 性 能 匹 配 ；０ｉｐ ｎ ｆｉ １３ ｃｒ。 １８ 一 ， 硕 主 Ｏ １ ｅ ｇｅ ６ ．ｏ ｕ ＠ ｎ
价参数（ 流通 系数 和 涡 流 比） 流 动计 算 结 果 与 气 道 试 验 结 果 吻 合 较 好 。数 值 模 拟 精 度 表 明 ， 道 Ｃ Ｄ 计 算 可 以 的 气 Ｆ
为 发 动 机 开发 中气道 设 计 提 供 理 论 依 据 。
关 键 词 ：柴 油 机 ； 气 道 ； 值 模 拟 ；计 算 流 体 动 力 学 进 数
２ ２ 试 验 方 法 ．
试 验方法 采用 等压 差法 ， 测量 方式采 用 叶片式 ， 气 体流动 方 向均 与 发 动 机 实 际 进 排 气 流 动 方 向 一
致 。试 验 时 环 境 温 度 为 Ｉ Ｃ， 境 大 气 压 为 ｉ。 环
８ ． Ｐ ， 道 压 ８ ７ｋ ａ 气
差 为 ５ ｋ ａ 气 门 Ｐ ，
化改 进 。
由表 ２可 知 ， 算结 果 与测量 结 果 吻合 较 好 ， 计 平 均 流通 系数 及 平 均 涡 流 比的偏 差 小 于 ５ ， 于一 由 般 气道 试验 台测 量 误 差 约 为 ５ ， 以从 计 算 结 果 所
２１ ０ １年 ６月
刘 鹏 飞 ， ： 高 强化 柴 油 机 进 气 道 的 设 计 开 发 等 某
表 ２ 不 同升 程 下 的计 算 与试 验 结 果 对 比
升程／ 流通 系数 偏差／ 涡 流 比 偏差／
值 减小 的速 率要快 于试 验值 减 小 的速 率 。这可 能 由
０ ３ ８ ． ０
偏差／
平 均 涡 流 比 测 量 值 计 算 值
０ ８ １ ． ８
偏差／
计 算 值
０ ３ ７ ． １ ～３ ０ ．
０ ９ １ ． ２
４ ３ ．
４ 结 束 语
通过 气道 内流 动 的三维 数值 模拟 计算 与稳 流试
验表 明 ， 气道 内纯 流 动 的 三维 数 值 模 拟 已有 了相 当 高 的精度 ， 以用 Ｃ Ｄ计 算部 分代 替稳 流试 验 。此 可 Ｆ 外， 气道 Ｃ Ｄ计 算 能得 到在气 道稳 流试 验 台上无 法 Ｆ 得 到 的大 量 三维流 场 的详尽 信息 ， 因此 ， 发动 机产 在 品的开 发 阶 段 （ 未 生 产 出缸 盖 产 品 之 前 ） 采 用 尚 ， Ｃ Ｄ技术 能 准确 找 出气 道 不合 理 的部位 ， 进 行 优 Ｆ 并