某高强化柴油机进气道的设计开发
用CFDCAD技术对柴油机进气管进行优化设计
应用CFD/CAD 技术对柴油机进气管进行优化设计韩同群,马祥宁(湖北汽车工业学院,湖北十堰442002)摘要:阐述了CFD/C AD 技术在发动机进气系统设计的应用,说明了商用CFD/C AD 软件具有较高的计算精度,可作为发动机的辅助设计的重要工具。
同时给出了某柴油机进气管优化设计的结果。
关键词:CFD ;C AD ;发动机进气管;优化设计中图分类号:TK 413.4 文献标识码:A 文章编号:1000-6494(2006)01-0013-04The Optimum Design of Diesel E ngine I ntake Duct byApplying CFD/CAD TechnologyH AN T ong -qun ,M A X iang -ning(Hubei Institute of Autorm obile Engineering ,Shiyan 442002,China )Abstract :In this paper ,the application of CFD/C AD technology in the design of engine intake system is presented.It concludes that commercial CFD/C AD s oftware had high simulation accuracy and can be used as an important assistant design tool.It als o gives the result of an optimum design of a certain diesel engine intake duct.K ey w ords :CFD ;C AD ;engine intake duct ;optimum design 作者简介:韩同群(1967-),男,硕士,副教授,主要从事内燃机电子控制技术研究。
柴油机进气管铸造设计精品文档10页
一、设计任务及分析：1105柴油机进气管净重3公斤，才质HT15-33，生产性质是大批量生产。
柴油机进气管是为柴油燃烧提供空气通道，即它一端与气缸的配气室相连（通过配气阀来控制进气量）。
这就要求：一、进气管内壁要光滑，减少进气阻力；二、气管不得有粘砂等物，否则，就会造成气缸磨损、甚至使配气阀失控等严重事故；三、进气管不得有裂纹、夹渣、气孔、夹砂等缺陷，因进气管上承滤清器的重量，加之柴油机振动较大，仍造成进气管损坏而停机。
本零件的主要壁厚为7mm，是合理的壁厚。
虽有局部较厚之处，如主视图右上部16×22处，但由于是HT15-33，碳当量较高，故对铸件质量及工艺无大影响。
此外，零件的结构及圆角连接设计也比较合理。
二、铸造工艺方案的确定与论证：1、造型造芯方法的选择：由于零件是大批量生产，故采用生产率高、质量比较稳定的机器造型、造芯来进行生产。
造型机选用Z145A，制芯机选用Z236A。
2、铸型、型芯种类的确定：铸型种类选用湿型。
优点是成本低、生产率高、劳动条件较好，适用于中小件。
砂芯选用合脂砂，用以保证零件要求及管内壁光滑，成本也较低。
3、铸件凝固原则、浇注位置和分型面的选取：铸件的材质是HT15-33，零件的壁厚差又较小，因此按同时凝固原则设计。
此零件有两个法兰端面需要加工，为保证加工质量，应将加工面置于浇注位置底面，但因两法兰面不在同一平面而是互成直角，这样两加工面都放在底面是不可能的。
若一面放在底面，一砂型铸造工艺、工装设计P6表1-2面置于侧面，对铸件质量虽好，却使制芯工作量加大，成本增大，权衡利弊将两加工面均置于侧面，这样既保证让质量又降低了成本。
分型面的选择如工艺图所示，此分型面起模方便，简化操作（没有活块），砂芯的数量最少，分型面与浇注位置一致。
4、砂箱中铸件数量的确定：小件在流水线上生产。
一般采用通用砂箱，此采用500×400×150通用砂箱。
查得铸件距砂箱壁最小尺寸为20mm，铸件间最小尺寸为30mm，此件的最大外轮廓尺寸为210×100mm，故一箱内只能安放4个铸件，即长度方向210×2＋30＝450、宽度方向100×2＋30＝230。
柴油机配气机构设计
柴油机配气机构设计柴油机是目前世界上使用最为广泛的动力引擎之一，而其中配气机构设计则是柴油机工作顺畅的重要保障。
下面我们将从步骤方面详细介绍柴油机配气机构的设计方法。
第一步：确定进、排气道位置进排气道是柴油机配气机构设计的重要组成部分，因此在设计时需要首先确定它们的位置。
一般情况下，尽量使进气道靠近气缸中心轴线，而排气道则要尽量靠近汽缸底部。
这样可以保证气缸在工作时能够获得足够的气流动力支持，从而降低能耗和噪音。
第二步：确定气门宽度和角度气门宽度和角度是决定柴油机配气机构设定的关键之一。
在设计时，需要根据柴油机的规格和使用要求，结合密闭度、通气饱和度和动态效应等因素来确定气门宽度和角度。
同时，还需要注意气门和气门席圈配合的紧密度，以防渗漏或过紧的情况出现。
第三步：确定活塞运动规律活塞运动规律是柴油机配气机构设计的另一个重要内容。
在设计时，需要根据活塞的运动特征和工作场合，确定气门开启和关闭的节律和时序。
同时，还需要考虑活塞在运动过程中的能量变化和磨损情况，以保证配气机构的可靠性和长寿命性能。
第四步：确定气门升程和压强气门升程和压强是指某种运动状态下气门的最高开启程度和对气门产生影响的指标。
在设计柴油机配气机构时，需要根据柴油机的使用和应用要求来确定气门升程和压强，并保证气门在合适的参数下实现合理的关闭和开启。
第五步：确定配气图配气图是柴油机配气机构设计中的一个重要环节，它有助于精确计算各种配气参数与运动规律。
在设计时，需要结合柴油机工作规律和使用性能要求，综合考虑气道结构、工作条件和压缩比等因素，确定合理的配气图，以达到最佳的化油性能和出力效率。
总之，柴油机配气机构设计对柴油机的工作和性能有着至关重要的作用。
通过以上几个步骤的详细介绍，我们可以更好地理解和掌握柴油机配气机构设计的方法和技巧，为柴油机的高效运转提供有力的保障。
优化进气道改善高强化柴油机燃烧与性能的试验研究
优化进气道改善高强化柴油机燃烧与性能的试验研究王子玉;王雷;李云广;朱伟青;黄云亮;张岩;李玉峰【期刊名称】《现代车用动力》【年(卷),期】2018(000)002【摘要】基于提高流量系数和降低涡流比的方式对某高强化柴油机进气道进行优化,并在单缸试验测试平台开展了燃烧和性能的试验研究,结果表明:在保持功率一定的前提下,进气道的新方案使得发动机的进气量增加,缸内最高燃烧压力降低,燃烧相位推迟,最大压力升高率明显下降,燃烧持续期显著缩短;发动机燃油消耗率降低,烟度下降,排气温度降低.【总页数】4页(P30-33)【作者】王子玉;王雷;李云广;朱伟青;黄云亮;张岩;李玉峰【作者单位】中国北方发动机研究所(天津),天津 300400;中国北方发动机研究所(天津),天津 300400;中国北方发动机研究所(天津),天津 300400;中国北方发动机研究所(天津),天津 300400;中国北方发动机研究所(天津),天津 300400;中国北方发动机研究所(天津),天津 300400;中国北方发动机研究所(天津),天津 300400【正文语种】中文【中图分类】TK423.4【相关文献】1.进气道对某增压柴油机性能影响的试验研究 [J], 喻昆;王云鹏;马勇;高巧;杜柏超2.实现预混合燃烧改善柴油机性能的试验研究 [J], 许锋;宋振寰3.优化喷油器参数改善CA6113柴油机性能的试验研究 [J], 朱锡芬;张健4.TCD燃烧系统对柴油机燃烧和排放性能改善效果的试验研究 [J], 康与宁;李向荣;薄大伟;陈彦林;刘栋;常江5.进气道喷水对高强化柴油机燃烧与排放特性的影响 [J], 张强;朱建军;孙文军;项玉霞;卫超强;米一铭因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
柴油机的进排气系统结构设计
柴油机的进排气系统结构设计1进气系统设计1.1进气系统的组成及其作用进气系统主要空气滤清器和进气支管组成。
1.2空气滤清器设计1.2.1作用燃油燃烧的时候需要消耗大量的空气，以一般的柴油机为例，每消耗一升柴油大概要消耗6000-10000L空气。
这么多的空气，里面的杂质诸如灰尘等肯定会很多，如果不把这些杂质清除，一定会加速气缸的部件的磨损，缩短整个发动机的寿命。
有实验表明，如果不加装滤清器，发动机的寿命大概缩短三分之二，所以空气滤清器是很重要的。
为了保证柴油机气缸的寿命，我们决定采纳干式滤清器。
1.2.2进气导流管的设计在现在的这个柴油机车上，为了增强进气效果，能够利用发动机的谐振，这需要空气滤清器的进气导管有交大的容积，来增强发动的谐振，提升进气效能，但进气导管又不能做的太粗，否则在里面流动的新奇空气的流速太低，反而不利于进气，为了使效果最佳，本次设计的柴油机的导流管应该做的又细又长。
1.2.3进气支管的设计进气支管对于柴油机或者气道燃油喷射式发动机来说，进气支管必须把新奇的空气分配到各个气缸的进气道里面来，而且是均匀的分配，从这个要求考虑，进气支管必须是等长的，而且为了保证空气具有较高的流速，进气支管的内壁的应该尽可能的光滑，以便提升进气水平。
一般进气道使用合金铸铁制造，但车辆轻量化是汽车的重点进展方向之一，为了配合这种趋势，近来也采纳铝合金制造的进气支管，这种进气支管具有质量轻，导热性能优良的特点，随着科技的进步也有采纳复合材料的进气支管，而且应用越来越广。
这种进气支管，内壁光滑，质量很轻，关键是其无需特别加工，其内壁就特别光滑，这点十分重要，所以有增大应用的趋势。
1.3进气系统的方案为了充分利用进气歧管的谐波效应，使发动机在低速时获得大扭矩，在高速时获得大功率，保证在不同工况下具有良好的性能，汽车发动机采纳了可变进气系统。
每个进气歧管都有两个进气通道，一长一短。
根据汽油机的工作转速高低、负荷大小，由旋转阅A操纵空气经过哪一个通道流进气缸，可变进气管，它由两种长度的冲压管组成，可旋转阀A在外壳中转动；中低速时，空气由外侧通道经单独的进气管进入一长管，实现中、低速大扭矩；高速时，空气由内部通口经双进气管进入一短管，实现高速大功率。
天然气发动机进气道改进设计与性能仿真计算
天然气发动机进气道改进设计与性能仿真计算王晓艳;贾德民;王波;田红霞【摘要】利用仿真和试验相结合的手段,研究柴油机改制成气体机后其气道的改进方案及对发动机缸内流动的影响,并以此确定优化方案.试验结果表明,将螺旋气道改为切向气道之后,其流通性能变好,缸内气体湍动能增加,能够满足点燃式天然气发动机对缸内流动的需求,改善燃烧过程和发动机性能.【期刊名称】《内燃机与动力装置》【年(卷),期】2019(036)003【总页数】6页(P51-55,65)【关键词】天然气发动机;进气道;滚流比;优化计算【作者】王晓艳;贾德民;王波;田红霞【作者单位】内燃机可靠性国家重点实验室,山东潍坊261061;潍柴动力股份有限公司,山东潍坊261061;内燃机可靠性国家重点实验室,山东潍坊261061;潍柴动力股份有限公司,山东潍坊261061;内燃机可靠性国家重点实验室,山东潍坊261061;潍柴动力股份有限公司,山东潍坊261061;内燃机可靠性国家重点实验室,山东潍坊261061;潍柴动力股份有限公司,山东潍坊261061【正文语种】中文【中图分类】TK433.440 引言随着能源危机和环境问题的日益凸显，寻找热效率高且清洁的替代能源成为当前内燃机行业的关键[1]。
天然气作为一种清洁的气体燃料具有单位热值高、排放污染小、供应可靠、价格低等优势，已经成为世界内燃机清洁替代燃料的发展方向之一[2-4]。
进气道是影响发动机燃烧性能的核心部件，合理的气道形状和结构参数不仅可以提高气道的流通能力，增加流量系数，还能在缸内形成有利于燃烧的气体流动，提高发动机燃烧效率,优化发动机性能与排放。
实践证明设计合理的气道几何形状对改善内燃机的燃烧过程具有重要意义[5-6]。
天然气发动机大多是在柴油发动机本体上对关键性能部件进行改制而来[7]。
由于天然气发动机的燃烧方式和柴油机存在较大不同，对气道结构要求也有较大差异。
柴油机多采用螺旋式进气道，会在气缸内产生强烈的进气涡旋，有利于改善缸内柴油和新鲜空气的混合[8-9]。
高强化柴油机进气流动与缸内燃烧的多维数值模拟研究的开题报告
高强化柴油机进气流动与缸内燃烧的多维数值模拟研究的
开题报告
题目：高强化柴油机进气流动与缸内燃烧的多维数值模拟研究
研究背景和意义
随着交通行业的不断发展，柴油机作为一种高效经济的动力装置，也越来越受到人们的青睐。
为了提高柴油机的性能和经济性，需要对其进气流动和缸内燃烧等过程
进行深入研究。
多维数值模拟是一种有效的研究方法，它可以对各种流动和燃烧过程
进行详细的数值模拟和分析，为柴油机的设计和优化提供参考。
研究内容和方法
本文以一款高强化柴油机为研究对象，采用计算流体力学（CFD）软件进行多维数值模拟。
研究内容主要包括以下方面：
1. 进气流动数值模拟
通过对柴油机进气道、进气管和进气口等部位的数值模拟，分析进气流动的速度、压力、流向等特征，并探讨不同进气结构对柴油机性能的影响。
2. 缸内燃烧数值模拟
采用数值模拟方法，分析柴油机在不同负荷和转速下的燃烧特性和排放情况，研究缸内燃烧过程的关键因素和优化策略，以提高柴油机的效率和环保性能。
3. 根据数值模拟结果，对柴油机进行实验验证，并进行对比分析。
研究预期结果
通过本文的研究，可以深入了解高强化柴油机进气流动和缸内燃烧过程的特性和规律，为柴油机的设计和改进提供参考。
同时，本文还将提供一些新的优化策略，以
提高柴油机的性能和经济性，并减少其对环境的污染。
4V105柴油机四气门缸盖进气道设计研究
４Ｖ１０５柴油机四气门缸盖进气道的设计研究台上进行），多次修正的方法进行设计，而且还需要通过多次整机性能试验来验证与选择设计方案，在设计开发中存在着较大的盲目性与局限性，不仅设计开发周期长，耗费大，而且较难得到理想的方案。
同时，由于气道形状复杂，在二维的工程图纸上难以准确表达，往往只能直接根据实物模型进行制造，这对保证设计制造的高质量是十分不利的【４０ｌ。
气道复杂外表面形状的准确描述定义是进行气道气体流动数值模拟计算的前提条件，直接影响着气体流动数值模拟计算的结果。
目前对于气道的外形的描述通常采用非均匀有理Ｂ样条（ＮＵＲＢＳ）方法。
ＮＵＲＢＳ方法是关于产品模型数据围３．６进气道布置方案（ａ）图３．７进气道布置方案（ｂ）交换与描述的国际标准ＳＴＥＰ中定义工业产品几何形状的唯一数学方法。
ＮＵＲＢＳ曲线可通过修改控制点和修改权因子来灵活改变形状，对插入点修改、分割和几何插值等处理较为有利。
现在许多ＣＡＤ支撑软件都已经具备了应用ＮＵＲＢＳ方法来表示和处理曲线和曲面的功能，关键的问题在于就是如何将所提供的功能很好地应用于具体问题。
对于气道的三维造型设计的一般做法是给定气道的若干截面，再按照给定的规则整体性生成外表面。
从一些文献ｉ４ｌ，４２】中可以知道这一方法对于硕士学位论文一般气道可以取得较好的效果，由于本柴油机没有采用螺旋进气道，所以可以用这种方法直接建模。
在Ｐｒｏ／Ｅ中所建模型如图３．６和图３．７所示。
３．５进气道阳模和石膏模型的制作３．５．１进气道阳模的烧制快速成型制造技术是２０世纪８０年代末才发展起来的数字制造工艺技术，它把零件的三维数字模型先进行离散化，然后按照数字积分的思路进行逐层加工。
快速成型制造技术是计算机技术、数控技术、材料科学、激光技术和机械工程技术集成的结晶。
激光选区烧结（ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＬａｓｅｒＳｉｎｔｅｒｉｎｇ）是借助精确引导的激光束使材料粉末烧结或熔融后凝固形成三维原型或制件。
柴油发动机进气道[实用新型专利]
![柴油发动机进气道[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e2b870fb4431b90d6d85c788.png)
专利名称：柴油发动机进气道专利类型：实用新型专利
发明人：叶涛,杜园园
申请号：CN201920467098.X 申请日：20190409
公开号：CN209724544U
公开日：
20191203
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及柴油发动机进气道，包括水平进气道，所述水平进气道左侧设置有进气口，所述水平进气道右侧固定连接有垂直进气道，所述垂直进气道内腔开设有主进气道，所述主进气道外侧设置有副进气道，所述副进气道内腔设置有第一辅助进气管、第二辅助进气管，所述副进气道顶部开设有第一辅助进气口、第二辅助进气口，所述第一辅助进气管底端通过第一出气孔与副进气道连通，所述第二辅助进气管通过第二出气孔与副进气道连通，所述垂直进气道底部固定设置有进气门座，所述进气门座底部固定连接有燃烧室，可以有效的增加柴油机每循环的进气量，提高进入燃烧室内气体的涡流强度，提高燃料的燃烧效率，从而提高柴油机的功率。
申请人：杜园园
地址：116000 辽宁省大连市西岗区八一路117号2号楼5C
国籍：CN
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超燃冲压发动机变结构进气道设计
超燃冲压发动机变结构进气道设计王青;谷良贤;龚春林【摘要】针对超燃冲压发动机宽马赫数、攻角范围内高性能工作要求,建立了基于多目标优化的变结构进气道设计方法,获得了进气道结构随马赫数和攻角变化的调节规律.以总压恢复系数、压升比和阻力系数为优化目标,以二维混压式进气道为对象,采用遗传算法进行了基准进气道优化设计,得到Pareto非劣解；以一组Pareto 非劣解为基准,在不同马赫数和攻角下进行了进气道变结构优化设计,拟合得到进气道结构随马赫数和攻角变化曲线.仿真结果证实了理论分析的正确性,并发现进气道变结构实现了发动机大范围内高性能工作；进气道高度可变,使得发动机在亚燃和超燃模态均能正常起动和稳定工作；以高马赫数作为设计马赫数,变结构设计后,发动机性能提高.%In order that scramjet engine can work reliably over a wide range of Mach number and attack angles,a multi-objective optimization design for two-dimensional variable inlet was established. Total pressure recovery coefficient, static pressure rise and drag coefficient were selected as objective functions to form the multi-objective optimization of the two-dimensional scramjet mixed compression inlet. Based on one-dimensional aerodynamics analysis method, a multi-objective genetic algorithm was employed to find Pareto solutions on the design-condition. Then for different Mach numbers and angles of attack, optimal variable inlets , of which partial compression angles, angle and length of cowl and inlet height were variable, were obtained. The correctness of theoretical analysis was confirmed by simulations, and several conclusions were achieved. Firstly, the engine could work efficiently through a wide envelop of machnumbers and angles of attack by employing the optimal variable inlets. Secondly, the alterable inlet height makes the engine start and work steadily in both ramjet and scramjet mode. Thirdly, with the high mach number as the design mach number, the engine performance is improved by variable inlet design.【期刊名称】《固体火箭技术》【年(卷),期】2012(035)006【总页数】5页(P732-735,741)【关键词】超燃冲压发动机;多目标优化;Pareto非劣解;变结构进气道【作者】王青;谷良贤;龚春林【作者单位】西北工业大学航天学院,西安710072;西北工业大学航天学院,西安710072;西北工业大学航天学院,西安710072【正文语种】中文【中图分类】V4300 引言随着航天技术的发展，现代战争对高超声速飞行器加速性、快速性等提出了更高要求。
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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