APC2008-07 摩托车发动机排气系统的优化设计
摩托车发动机排气消声器优化设计
• 20•内燃机与配件摩托车发动机排气消声器优化设计莫宗海(江门市大长江集团有限公司，江门529075)摘要：随着社会的不断发展，人们越来越重视嗓声对生活的影响，嗓声法规也越来越严格。
发动机嗓声是评价发动机技术好坏的 重要指标，对发动机产品的市场竞争力有着重要的影响，发动机噪声主要来自于排气噪声，因此控制好排气噪声，就能够有效地控制 发动机噪声。
目前，安装排气消声器是控制排气噪声重要方法，这种方法具有简单、有效的特点，本文对摩托车发动机排气消声器优化 设计进行了探讨。
关键词：摩托车;发动机;排气消声器1摩托车的发动机排气噪声随着城市交通噪声污染日趋严重，对人们的生活产生 了较大的影响，因此对摩托车的噪声控制也越来越严格。
在降低噪声等级的方法中最常用的是控制噪声源，还可以 通过吸声、隔声、隔震等噪声控制技术来减弱震动和声波，从而起到降低噪声的目的。
就摩托车而言，其主要的噪音 来源是发动机排气噪声，摩托车发动机排气噪音的特点是 能量高、频谱复杂，其频率从为几十赫兹至一万赫兹，是种 宽频带噪声。
排气噪音是一种空气动力性噪声，其形式主 要包括基频噪声、废弃喷注和冲击噪声、管道气柱共振噪 声、排气系统管道内壁面处的紊流噪声等。
通过对摩托车 进行排气噪声进行研究和分析，发现摩托车排气噪声中最 突出的是低频噪声，这与摩托车的点火频率联系密切。
通过 设计出一种性能良好的排气大幅度地降低摩托车的噪声。
2摩托车发动机排气消声器的要求在进行摩托车发动机排气消声器设计时需要符合以 下几方面要求：①消音性能良好，尽量保证消声器的消声 量频率特征和消声器频率特征一致。
②尽量减少对排气气 流的阻力，降低排气背压，从而减少发动机因排气阻力引 起的性能损失。
③要保证其具有良好的耐高温性能，并且 具有良好的耐腐蚀性和抗污染性，保证其不会被废气气流 污染和腐蚀。
在选择材料时避免选用玻璃棉一类的材料，因为这类纤维性吸音材料容易出现堵塞，而影响消声器的 性能。
摩托车用发动机的燃烧室设计与优化
摩托车用发动机的燃烧室设计与优化摩托车发动机作为动力源的核心组成部分，其燃烧室的设计与优化对于发动机的性能和效率具有重要影响。
燃烧室的设计应综合考虑燃烧效率、燃料和空气的混合质量和燃烧过程的稳定性，以提高发动机的动力输出和燃油效率。
燃烧室设计的基本原则是确保燃料和空气的混合均匀，并使燃烧过程充分、稳定地进行。
燃烧室的几何形状和结构对于混合质量和燃烧速率的控制起着重要作用。
一般而言，燃烧室设计应尽量保持均匀的气流和燃料分布，以提高混合质量。
同时，燃烧室的形状也会影响气体流动和燃烧的速率。
因此，燃烧室设计要兼顾形状的适宜性和燃烧过程的可控性。
在摩托车发动机的燃烧室设计中，有几个主要因素需要考虑。
首先是燃烧室的形状。
传统上，燃烧室一般采用球形、亚球形或混合形式，以保证空气和燃料的均匀混合。
然而，随着燃烧室设计的发展，一些新型的形状也被提出，如椭球形、多室燃烧室和卧式燃烧室等。
这些新型形状的燃烧室有助于提高燃烧效率和降低排放。
其次是燃烧室的进气和排气系统。
良好的进气和排气系统能够有效地控制气体流动和压力波动，提高发动机的吞吐量和功率输出。
进气和排气系统的设计应遵循气流的高速测量和流速分布的优化原则，以确保燃料和空气混合的均匀性和燃烧过程的稳定性。
此外，可调节的燃烧室结构也是燃烧室设计的一个重要方向。
可调节的燃烧室结构意味着可以根据工作状态和负载要求进行调整和优化。
例如，可变气门正时系统（VVT）可以通过调整进气和排气气门的开闭时机以改变燃烧室的形状和容积，从而优化发动机的运行效率。
燃烧室设计与优化的关键在于模拟和试验。
使用计算流体力学（CFD）模拟软件可以模拟燃烧室的气流和燃烧过程，提供宝贵的参考数据。
同时，通过实验测试，如测量燃烧室的流量和压力分布，可以验证模拟结果，并进一步优化燃烧室的设计。
总结起来，在摩托车发动机的燃烧室设计与优化中，需要考虑燃烧室的形状、进气与排气系统以及可调节的燃烧室结构等因素。
摩托车柴油发动机的燃烧室与喷射系统的匹配优化
摩托车柴油发动机的燃烧室与喷射系统的匹配优化摩托车柴油发动机的燃烧室与喷射系统的匹配优化是为了提高发动机的燃烧效率和经济性。
对燃烧室和喷射系统的匹配进行优化，能够改进燃烧室内燃烧过程的质量和效率，最终实现更高的功率输出和更低的燃油消耗。
首先，燃烧室设计在柴油发动机中起着关键的作用。
燃烧室的形状和尺寸直接影响燃烧和混合过程。
优化燃烧室设计可以改变燃油喷射和空气混合的方式，使得燃料更加均匀地分布在燃烧室内并与空气充分混合。
这种优化能够提高燃烧的效率和稳定性，减少排放物的产生。
其次，喷射系统的匹配对于发动机性能的提高也十分重要。
优化喷射系统的设计可以实现更高的燃油喷射压力和更准确的喷射时机。
高压喷射能够促进燃油雾化和更好的燃烧，而准确的喷射时机可以提高喷嘴的响应速度和燃油喷射的精确度。
这样的优化可以有效地提高燃烧的质量和稳定性。
另外，燃烧室和喷射系统的匹配还需要考虑到不同工况下的要求。
例如，在低负荷工况下，需要提高燃料的雾化度和空气的混合程度，以保证燃料能够完全燃烧并减少未燃烧物质的产生。
而在高负荷工况下，则需要增加喷射的燃油量和提高喷射的压力，以满足更大的动力需求。
针对燃烧室和喷射系统的匹配优化，有一些常见的方法和技术可以应用。
首先是通过仿真软件进行数值模拟和优化设计。
现代仿真软件可以模拟不同燃烧室设计和喷射系统参数的组合，评估燃烧过程的性能和特性，并进行优化设计。
其次是通过试验和测试来验证和确认优化结果。
通过实际的试验和测试，可以验证仿真结果的准确性，并进行调整和改进。
最后是通过不断的优化迭代，逐步改进燃烧室和喷射系统的设计。
通过不断地优化和改进，可以逐渐提高发动机的燃烧效率和经济性。
总结起来，摩托车柴油发动机的燃烧室与喷射系统的匹配优化对于提高发动机性能和经济性至关重要。
通过优化燃烧室设计，改善燃烧和混合过程，以及优化喷射系统的设计，提高喷油压力和喷射时机的精确度，可以实现更高的燃烧效率和稳定性。
摩托车用发动机的排气阻力优化技术
摩托车用发动机的排气阻力优化技术摩托车是一种受欢迎的交通工具，而发动机则是摩托车的核心部件之一。
发动机的排气系统在摩托车性能和效率方面起着至关重要的作用。
排气系统不仅能够改善发动机的功率输出和燃油经济性，还能提升整个车辆的性能和驾驶体验。
优化摩托车发动机的排气阻力是一项重要任务，可以通过多种技术手段来实现。
本文将探讨几种常用的排气阻力优化技术，并介绍它们的工作原理和效果。
首先，调整排气管的长度和直径可以有效降低排气阻力。
较短的排气管能够更快地排出废气，提高发动机的爆发力和响应性能。
然而，过短的排气管可能会导致低排气压力，从而影响发动机的最大功率输出。
因此，寻找合适数值的排气管长度是一种关键技术。
除了长度外，排气管的直径也对排气阻力有着重要影响。
较大直径的排气管可以减少废气的压缩，提高发动机的吸气效率。
然而，过大的直径可能会导致排气气流速度过低，影响排气管内废气的流动性能。
因此，匹配合适的排气管直径也是一项关键任务。
其次，使用高效的排气门设计可以降低发动机的排气阻力。
传统的活塞式发动机采用机械活塞推动气门开合，容易受到气门弹簧的限制。
而采用凸轮轴式发动机，可以通过调整凸轮形状和角度来优化气门的开闭曲线，减小排气阻力。
另外，采用可变气门正时技术，即根据发动机转速和负荷情况自动调整气门正时，也能有效降低排气阻力和提高发动机的燃烧效率。
此外，采用涡轮增压系统也是优化排气阻力的一种常见技术。
涡轮增压系统通过废气驱动涡轮，使涡轮高速旋转，产生压气作用，将压气送入发动机，提高进气量和有效压缩比。
这样不仅可以提高发动机的功率输出，还可以减少废气的逃逸，降低排气阻力。
但是涡轮增压系统也会增加发动机的复杂性和成本，并且需要注意调节涡轮的匹配度和功率输出范围。
最后，排气阻力优化的另一个关键技术是使用高效的消音器。
消音器是摩托车发动机排气系统中的一部分，用于减少排气管内气流的噪音和压力波的干扰。
采用合适的消音器设计可以有效降低排气阻力，并提高排气系统的工作效率。
摩托车发动机排气门结构改进及有限元分析
２月
文章 编 号 ：１ ０ ０ ６ — ７ ３ ０ ２（ ２ ０ １ ５ ）０ １ － ０ ０ ３ ０ — ０ ７
摩托 车发 动 机 排气 门结构 改进 及 有 限元 分 析
吴 勇华 ’ ，徐 乔 ’ ，耿 爱 农 ’ ，胡 小 安 。 ，温 国坤 ’
（ １ ． 五 邑大 学 机 电工 程 学 院 ， 广 东 江门 ５ ２ ９ ０ ２ ０ ； ２ ． 江 门 市 长 华 凯 特 威 摩 托 车 有 限 公 司 ，广 东 江门 ５ ２ ９ ０ ８ ５ ） 摘要： 在 分 析 摩 托 车发 动 机 配 气机 构 的 功 能要 求 和 工 作 环 境 的 基 础 上 ， 对 排 气 门 进 行 了改 进 设 计 和 有 限元 分 析 ．首 先 运 用 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ工程 软 件 的 ＭＥ Ｃ Ｈ Ａ Ｎ Ｉ Ｃ Ａ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ 模 块 对 排 气 门进 行 改 进 设 计 ，通 过 软 件 迭 代 运 算 功 能得 到 最优 的 基 本 结 构 尺 寸 ，然后 对 最优 模 型 进 行 有 限元 分 析 ，由 此
发动机排气系统的改装
发动机排气系统的改装发动机是汽车的“心脏”，排气系统则是发动机的“肺部”，如果安装正确的排气系统可以大幅提高发动机的输出功率，减少能量损耗，并提高汽车的性能。
因此，发动机排气系统的改装是许多汽车爱好者追求的重要目标。
一、排气管排气管是排气系统中一个关键的部分，它的主要功能是将废气导出，以便清空气混合物太强或太弱的地方，并将左右缸组的排气管和接管相抵消，以达到更均匀的缸组气流。
如果想要改善发动机性能，这是改装排气管的第一步。
高性能排气管可以增加气流，减少排气管中的阻力，提高发动机马力，同时改善声音质量。
二、消音器消音器是发动机排气系统中的重要组成部分，主要功能是吸收和消除废气中的声波，以降低噪音和震动。
但是，过多的消音会减少发动机输出功率和响应性能。
改装消声器可以在降低噪音的同时提高排气流动性。
如果您想尝试进一步提高性能，也可以考虑减小消音器的尺寸或使用带有开口的消音器，以提高汽车的响应性能。
三、中段排气系统中间段，是指从发动机到消声器的中段，主要包括中管和中段消音器。
它们负责将废气导向消音器前排气管，并根据车辆功能和流体动力学选择合适的直径、形态和材料。
改动中段是一项非常复杂的任务，需要掌握一些先进的技术和经验。
如果您不熟悉排气系统的设计，那么最好请专业人士进行改装。
四、进气进气系统与排气系统密切相关，如果您只改装排气系统而不改进进气系统，则只能增加排气气流量，而无法提高发动机的输出功率。
因此，您也应该考虑改装进气系统，以获得额外的性能提升效果。
例如，更换高性能进气管、空气滤清器和惰化阀可以提高进气流量和压力，进一步增加初始扭矩和发动机输出功率。
五、结论如果想要达到理想的汽车性能，排气系统改装是非常重要的一步，它可以在一定程度上增加发动机的输出功率，减少能量损耗，并提高汽车的性能。
不过，在进行排气系统改装时，也要注意安全性和合法性的问题，不要为了盲目的追求性能而舍弃安全性。
最好请专业人士进行改装，并遵守本地的法律法规，以避免不必要的纠纷，让您的汽车安全可靠。
车辆发动机排气系统调整与优化
车辆发动机排气系统调整与优化近年来，随着汽车行业的迅速发展，越来越多的车主开始关注汽车的性能优化。
在众多汽车性能优化方案中，发动机排气系统的调整和优化被认为是一个有效的方法。
本文将探讨车辆发动机排气系统的调整与优化，包括其原理、方法和效果。
一、发动机排气系统的原理发动机排气系统是指排气歧管、消声器和尾气管等组成部分，它的主要功能是排放废气并减少排放噪音。
发动机在运转时，通过排气歧管将燃烧产生的废气引导至消声器，再经由尾气管排放至大气中。
二、发动机排气系统的调整1. 排气歧管的调整排气歧管是将来自不同气缸的废气汇集到一起，并向消声器输送的关键部件。
通过调整排气歧管的长度和直径，可以改变气流的速度和压力，进而影响发动机的输出功率和扭矩。
2. 消声器的调整消声器是发动机排气系统中用于减少排放噪音的装置。
传统的消声器采用消声棉等材料吸收废气噪音，而现代消声器则利用反向声波抵消噪音。
通过调整消声器的结构和尺寸，可以改变消声效果，使发动机的运行更加平顺安静。
3. 尾气管的调整尾气管是发动机排放废气的最后一个环节，它直接影响废气的排放声音和形状。
通过调整尾气管的形状、管径和出口位置，可以改变排气噪音的频率和音质，提升车辆的运行声音品质。
三、发动机排气系统的优化1. 提升功率通过调整和优化发动机排气系统，可以提高发动机的进气和排气效率，增加气门开启时间，使发动机得到更多的空气和燃料混合物，从而提升功率。
此外，排气歧管的优化还可以减少气缸之间的干扰，提高燃烧效率。
2. 降低排放通过优化排气系统，可以改善燃烧效率，减少废气中的有害物质排放。
例如，在排气歧管中增加触媒转化器，可以将一些有害气体转化为无害物质。
此外，优化消声器的结构，可以减少噪音污染对环境的影响。
3. 改善燃油经济性经过调整和优化的发动机排气系统能够提高燃油的利用率，减少燃油消耗，进而改善燃油经济性。
优化排气系统可以减小排气阻力，降低发动机负荷，从而降低燃油的消耗。
排气系统改装的设计
排气系统改装的设计排气系统是汽车发动机中的重要组成部分，也是车辆性能的重要因素之一。
一台车的排气系统可以说是设计的最后一道关卡，它与进气系统一样影响着发动机的输出功率、扭矩、燃油经济性和排放水平。
因此，在车辆性能提升和排放减排方面，排气系统改装非常重要。
1. 排气系统的结构和原理排气系统由排气歧管、中段管、消声器和排气管组成，其中排气歧管是起到了将多缸发动机的排气集中到一起的作用，而中段管则是将排气由从排气歧管的管路中分流的管路。
（可以加入图片解释）改装排气系统主要是为了提高发动机的排放性能，减少发动机加速噪声和气体噪声的污染。
在结构和排气原理上进行改进，可以提高发动机的性能和燃油效率。
通常会用更大更直的中段管，降低向后方传递的振动和噪声。
同时，在消声器中增加钬织物材质的高效三元催化器，以从源头上减少排气量中的NOx、HC和CO等有害气体的排放。
非常重要的一点是，改良后的排气系统的工作过程应尽量接近于原来的轨迹，并不改变排气歧管中气流分离和合流的原则。
2. 排气系统改装设计的技术要点改装排气系统的主要设计要点是底部结构的保持与提升，即保证排气系统的密封性与强度，同时还要考虑空气动力学、节流性的影响。
排气系统中段中间的管径太小，改装时可以适当提高，不仅可以增加进口气流速度，也可减小排气阻力，提高本体的动力性能。
同时，为了防止部分挠曲形态的设计，并增加优化爆炸室的排气流动和排放汽车尾气质量的目的，提高排气管与中段管连接的结构刚度，降低了排管的弯曲振幅，从而增强排气系统整体的耐力和可靠性。
在消声器的设计上，尽量在喇叭内部设置反射杆并增加障音棉的数量，以提高消声效果。
此外，在消声器的引出端加装一个消声器（反射棒）也能有效地降低发动机的爆发力，增强排气噪声的压制效果。
3. 错误的排气系统改装和可能产生的后果在对排气系统进行修改和替换时，很容易犯错误，所以需要特别注意一下：（1）排气同时增加管径、增加车辆的质量和增加排气量。
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6.5
6.0
测量结果
5.5
vibe计算结果 缸 压计算结果
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000
转 速[rpm]
图7 功率曲线
8.8
8.7
测量结果
vibe计算结果
8.6
缸 压计算结果
8.5
8.4
8.3
8.2
8.1
8.0
4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000
作者简介：孙伟（1977－），男，硕士研究生，研究方向：发动机燃烧与排放控制。 E-mail: mengah06@
44 芜湖，2008 年 9 月
孙 伟等：摩托车发动机排气系统的优化设计
R2 5
MP4
I1 4
MP3
R1 3
C1 MP5 6 R3 MP6
MP2 CL1 2
1
SB1
MP1
关键词：模拟；压力波；消声器
随着能源的短缺，必须快速发展发动机新技 术，使其更加满足节能、高效、环保的要求。发动 机的研究设计过程中要保证发动机必须满足功率、 扭矩、油耗、噪声和排放等要求。发动机概念性设 计阶段和性能改进阶段，BOOST 软件在发动机基本 设计参数的确定上发挥了重要的作用，对发动机性 能进行合理有效的改进。本文首先采用 BOOST 对发 动机系统进行数值模拟，同时运用 AVL 燃烧分析仪 来测量实验结果，验证了模型的准确性，随后研究 了排气系统对发动机性能的影响并进行优化设计。
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
L=800mm
4.0
n=5000
n=5500
3.5
n=6000
3.0
n=6500
n=7000
2.5 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
排气管直 径[mm]
10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0
图(17)所示为发动机在n=4500rpm时低压部分 示功图，其形状和做功大小和模拟的结果基本一 致。而在换气过程中，示功图所示排气过程曲线和 进气过程曲线产生交叉现象。产生这一结果的原因 应是由排气系统的压力波的传递造成的，由于低压 波的出现，从而造成排气过程气缸内压力的脉动现 象。就因为排气过程中压力波的脉动，使得泵气过 程的相交面积有正有负，使发动机的泵气损失减 小，从而有利于提高了发动机系统的功率。
图6 气门流量系数
4 模拟结果分析
其中， C1 =2.28+ 0.308×Cu /Cm ， C2 = 0.0324（对直喷
式发动机）；D 为气缸直径；pc 为缸内压力；Cm 为
活塞平均速度； Cu 为圆周方向速度； VD 为每一气
缸排量； pc,0 为缸内压力； pc,1 为进气门关闭时的
缸内压力； Tc,1 为进气门关闭时缸内温度。
图(11)~(13)所示为排气管长度800mm时，不同 的转速下不同的排气管直径对发动机系统外特性 的影响。在发动机系统有效的工作范围内，对于功 率和扭矩，随着排气管直径的增大，其值都是先增 大，当管径到达一定的值D=19附近，其值达到最大， 然后在随着管径的加大其值逐渐减小；在小管径 时，低速时的功率与扭矩的值都大于高速的值，当 管径增大到一定值后，高速时功率的值大于低速时 的值，而对于扭矩，当管径达到一定值后，扭矩先 增大后减小。发动机的燃油消耗率则随着排气管直 径的增大而减小，基本在管径D=19附近油耗最小， 然后随着管径的增大，油耗基本不变，而且随着转 速的升高燃油消耗率增大。
4000 4500 5000 5500 6000 6500 有效 功率[Kw]
7.0
6.5
优化后测量值
6.0
模拟计算值 优化前 测量值
5.5
模拟计算值
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000
转 速[rpm]
图 16
(1)
dx = dQ
(2)
Q
y = α −α0
(3)
Δα c
式中， Q 为燃油总放热量；α 为曲轴转角；α 0 为
燃烧起始角； Δα c 为燃烧持续期； m为形状因子； x 为已燃燃油的品质百分比； a 为Vibe参数
（ a =6.9时，为完全燃烧）。Vibe函数模型所需输
入的参数是：燃烧起始点α 0 ，由喷油角度控制； 燃烧持续期 Δα c ，由曲轴转角表示，Δα c 可由燃烧
Volume[m3]
图9 燃油消耗率曲线
图10
5 排气系统对发动机性能的影响
发动机气缸排气时，要求其排气门压力波为 负，以利于汽缸排出废气，同时利于该排气气流惯 性引入新鲜混合气，使换气效果达到最佳状态。发 动机燃烧后排出的废气具有很高的压力，排气压力 在排气管中传播会形成压力波，如果能恰当地利用 压力波的能量就能提高排气效率，同时也能提升进 气的效率。通过对排气管的结构设计能有效地提高 发动机的输出功率，达到提升动力的目的。图(10) 是不同排气管长度对发动机性能的影响。排气管的 长度不仅影响发动机的泵气功，而且影响着系统的 性能。对此类型的发动机，可通过减小发动机的泵 气损失来提高发动机的输出功率。本文用BOOST软 件模拟不同排气管的长度对泵气损失的影响，长度 为800mm左右的排气管产生的泵气损失最少，其在 上止点附近缸内的压力降至最低，形成的负压波产 生一定的负压区，提升了系统进气效率，同时使新 鲜混合气不会大量流入排气管，随后压力逐渐升高 至排气门关闭。原机排气管长度为630mm，直径为 22mm。
1 发动机参数及消声器结构简图
发动机型式 缸径 x 冲程(mm) 压缩比 点火角(°CA)(BTDC)
风冷四冲程 59.5x46.5 8.65 15～35°
图 1 消声器的结构形式 (a)原机结构 (b)优化结构
2 计算模型
选用了两种不同燃烧模型进行比较：单区 Vibe 模型和压力曲线模型 [1] 。
芜湖，2008 年 9 月
中国内燃机学会第八届学术年会论文集
43
APC2008－007
摩托车发动机排气系统的优化设计
孙 伟 1，宋如钢 1，焦 楠 1
（天津内燃机研究所，天津 430074）
摘 要：本文使用AVL的BOOST软件建立了125cc发动机系统的计算仿真模型,模拟在不同工况下发动机系统的性能。 同时使用AVL先进的燃烧分析仪进行实验验证，分析排气压力波及排气系统对发动机性能的影响，并优化 排气系统。
换气过程中，Woschni 模型中传热系数的控制 方程组为：
αw
=
130
D
−0.2
p
c
T 0.8 c
−0.53
(C
3
⋅ cm )0.8
(6)
C3 = 6.18 + 0.417 ⋅ cu / cm (2)
有效 功率[Kw] 有 效 扭 矩 [Nm]
外特性曲线如图(7)、(8)、(9)所示，■表示 实际测量的外特性曲线，●表示使用 Vibe 函数计 算得到的特性曲线，▼表示实际测量的压力曲线模 型计算得到的结果。从图中可以看出，数值模拟的 结果和实验的结果比较接近，误差小于 5%。BOOST 根据实验测得的缸压，计算燃烧参数。不同转速下， 燃烧参数发生变化，则放热率发生变化。燃烧放热 规律的变化，直接影响发动机性能。
曲轴转 角/0CA
图 2 发动机系统的计算模型 图 3 压力曲线模型
始时稳定的热力学状态，使用压力曲线平移法进行 了匹配，使得输入的缸压曲线和模拟计算的压缩曲 线在高压起点和燃烧始点的数值上误差很小，提高 模拟计算的精度。如图（3）所示。
2.3 缸内热传导模型
中小型功率的发动机，一般选用 Woschni 模型 来进行数值模拟。燃烧室内的壁面热传导控制方程 表示为
Qwi = Ai ⋅ α w ⋅ (Tc − Twi )
(4)
其中，Qwi 为缸内壁面传热量；Ai 缸内表面积；αw 为传热系数； Tc 为缸内气体温度； Twi 为缸内壁面 温度
压缩过程中壁面的传热系数控制方程为：
αw
=
130
D
−0.2
pc
T 0.8 c
−0.53
[C1cm
+ C1
VDTc,1 pc,1Vc,1
( pc
−
pc,0 )]0.8
3 气门升程与流量系数
气门特征对发动机进排气性能有直接的影响。 气门升程的计算传统方法比较复杂，气门升程和气 门相位之间的误差比较大。使用气门升程计算软 件，根据凸轮的型线数据和实际的凸轮驱动机构建 立模型，可以得到气门升程的比较精确曲线数据。 由得到的气门升程，使用FIRE软件可以计算不同气 门升程时的流量系数。图（4）为FIRE计算气门流 量系数的速度向量图。图(5)和(6)所示为气门升程 曲线和相应的流量系数分别。
8
L=800mm n=5000 n=5500 n=6000 n=6500 n=7000
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
排气管直 径[mm]
图11
图12
6 优化消声器后发动机系统的性能
综合考虑排气系统的结构对系统性能的影响，选用 排气管直径 D=19mm，长度 L=800mm，同时优化 消声器内部的内插管。图(14) ~(16)所示为使用优化 消声器后对发动机性能的影响的比较，可以看出： 发动机系统得整体性能得到了提升，系统的功率、 扭矩都增大，同时也使得系统的燃油消耗率有降 低，改善了系统的性能。
优化后测量值
优化后模拟值
360