发动机进排气系统压力损失对性能的影响研究

数如表 1 所示。
表 1 某增压发动机基本参数表
项目
参数
缸径伊冲程/mm伊mm 压缩比 排气量/L
连杆长度/mm 活塞销偏心/mm
每缸气门数 额定功率（/ kW/(r/min)） 最大扭矩（/ N·m/(r/min)）
发动机型式
71伊63 9.5 0.998 130 0.5 4
73/5500 142/2500 直列 4 缸
（a）进气道
图 2 某增压发动机进排气门升程曲线示意图 表 3 某增压发动机气门升程曲线表
参数
排气门
进气门
最大升程/mm 间隙/mm
间隙开启角/益A 间隙重叠角/益A 间隙关闭角/益A

7.30 0.05 153.19 -9.00 376.00
8.00 0.05 386.00 -9.00 621.40
通过模拟计算该发动机在实际工作中的流量系数与 气门升程之间关系的变化曲线如图 3 所示。
该发动机不同转速下的燃烧情况见表 4。 该发动机活塞的总截面积为 5000mm2，气缸燃烧室的 总 表 面 积 为 5600mm2， 活 塞 玉 环 和 域 环 的 总 侧 面 为 300mm2。 1.3.4 涡轮增压器 该进排气系统所使用涡轮增压器的相关参数如表 5 所示。 1.3.5 中冷器 该进排气系统所使用中冷器的相关参数数据如表 6 所示。
2.3
3000
-2.5
57.0
2.6
2500
-1.6
57.0
2.7
2000
-1.2
55.0
3.3
关键词院发动机；进排气系统；压力损失
0 引言
全面性。整个模型要包括：进气系统、空气滤清器、节流阀
进排气系统是发动机的重要组成部分，决定着发动机 体、进气歧管、排气歧管以及三元催化器等重要的组成部
工作过程中的动力性能和经济环保性，对于发送机的平稳 件，模型的结构示意图如图 1 所示。
运行具有十分重要的现实意义。压力损失情况决定着进排
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内燃机与配件
发动机进排气系统压力损失对性能的影响研究
余燕锋
（众泰汽车工程研究院，杭州 310018）
摘要院进排气系统对于发动机的性能具有十分重要的影响，本文通过建立发动机进排气系统的计算分析模型，进而深入分析研究 了其压力损失对发动机性能的影响，对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。
气系统的工作性能，主要包括排气背压和进气压损。因此，
为了提高发动机的整体性能，就需要对进排气系统的压力
损失进行深入的分析研究，进而为提高发动机性能提供科
学合理的指导。
1 计算分析模型的建立
1.1 发动机基本参数
通过对汽车市场发动机的整体情况进行相关的分析
调研后，选择了使用较多的某种类型发动机，其基本的参
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[4]李大春，杨凌，高宇，等.轴流压气机平面叶栅气动特性的 数值研究[J].大连海事大学学报，2017（3）.
[5]赵胜丰，卢新根，朱俊强.雷诺数对跨声速压气机转子内部 流动失稳触发机理的影响[J]. 推进技术，2013，34（01）：25-30.
[6]牛玉川，朱俊强. 吸附式压气机叶栅的实验研究和分析 [D].工程热物理研究所，2007.
Internal Combustion Engine & Parts
参考文献院 [1]周敏，王如根，白云，等.低雷诺数下跨声速压气机转子失 速工况时流动失稳触发过程研究 [J]. 航空动力学报，2009，24 （06）：1379-1384.
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1.3.3 气缸基本参数 发动机气缸参数的设定主要是对排气门升程和气道 流量进行科学合理的设定，并根据气缸实际的燃烧要求， 有针对性的设定缸内燃烧参数。所设定的发动机基准进排 气门的升程曲线如图 2 所示，由图中能够看出进气门升程 的最大值为 8mm，排气门升程的最大值为 7.3mm，其具体 的相关参数如表 3 所示。
（b）排气道 图 3 某增压发动机实际进排气道流量系数曲线图
表 4 某增压发动机燃烧参数表
转速（/ r/min） 燃烧始点/益A 燃烧持续期/益A 形状参数
5500
-9.0
63.0
2.0
5000
-10.5
63.0
2.4
4500
-9.0
63.0
2.3
4000
-7.5
63.5
2.3
3500
-6.0
64.0
1.2 模型建立 对发动机的排气管路尺寸和管道的长度及直径进行 精确的测量，并根据发动机的实际情况建立有针对性的一 维热力学分析模型。分析模型建立的是否全面对于分析结 果的精确性具有决定性的影响，因此，要确保分析模型的
图 1 某增压发动机的 Boost 计算分析模型示意图
1.3 发动机相关零部件尺寸参数定义 1.3.1 空气滤清器 所建立的进排气系统模型中，空气滤清器的相关参数 和特性如表 2 所示。 1.3.2 进排气歧管基本参数 将发动机所有气缸的进气歧管长度设定为 73mm，直
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结构参数
表 2 空气滤清器的相关参数表
参数
数值
总体积/L 出入口体积/L
长度/mm 进出口管长度/mm
5 1.5 200 12、6
质量流量（/ kg/s）
0.12
特性参数
压力损失/kPa 进气压力/kPa
3.5 100
进气温度/益
25
径设定为 30mm；排气歧管长度设定为 300mm，直径设定 为 28mm。
并且随着雷诺数减小，低压区面积增大；攻角为0毅时，吸力 面的前缘出现低压区，且随着雷诺数的减小，低压区范围 扩大；攻角 12毅时，随着雷诺数的降低，吸力面低压区范围 迅速扩大。
盂随着雷诺数降低，零攻角与负攻角的吸力面尾缘分 离区增大，且在 20km 时吸力面出现明显的分离涡；攻角 为 12毅吸力面尾缘的分离涡，随着雷诺数的降低，分离涡 逐渐后移。