FSAE赛车进气限流阀的对比仿真分析_冯勇

FSAE赛车发动机进气系统优化设计

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元分析、Ｆｌｕｅｎｔ软件仿真分析．对进气系统做了结构和力学性能方面的优化。
［关键词］ＦＳＡＥ赛车；进气系统；仿真；优化［中图分类号］ＴＫ４１３．４４［文献标志码］Ａ［文章编号］１６７３ — ３１４２（２０１３）０９ — ００２０ — ０５
ｔｈｅｉｎｔａｋｅｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｐａｒｔｓ，ｅｎｇｉｎｅｍｏｄｅｌｗａｓｃｏｎｓｔｕｃｒｔｅｄａｎｄｓｉｍｕｌａｔｅｄｏｎＧＴ — ｐｏｗｅｒｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｗｏｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅａｉｒｉｎｔａｋｅｍａｎｉｆｏｌｄａｎｄｔｈｅｖｏｌｕｍｅｆｏｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇｃａｖｉｔｙ．Ｔｈｅ３ＤｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｉｎｔａｋｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｂｕｉｌｔａｎｄｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎｌｙａｓｉｓｗａｓｄｏｎｅｂａｓｅｄｏｎＣＡＴＩＡｓｏｆｔｗａｒｅ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏａｉｒｌｆｏｗｉｆｅｌｄｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆＦｌｕｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｙａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｒｆｏｍａｒｎｃｅｓｗｅｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｏｒｆｔｈｅｉｎｔａｋｅｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅＦＳＡＥｃａｒ．

FSAE赛车车身与空气动力学套件设计及其仿真

FSAE赛车车身与空气动力学套件设计及其仿真Duan Lei;Liu Shaona;Huang Jiongjiong;Yang Yaozu【摘要】为了提高赛车的成绩,FSAE赛车上通常会引入空气动力学套件来提高整车的操纵性.文章通过CFD对定风翼翼型、迎角、翼片布置等因素进行分析,确定了具备良好气动特性的定风翼设计方案;通过调整风压中心的位置影响车辆的实际轴荷分配,进而影响整车的转向特性;对赛车车身及涂装渲染的设计;通过CFD分析,整车升阻比达到2.9,整车具有较好的气动特性.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2019(000)013【总页数】3页(P134-136)【关键词】中国大学生方程式赛车;空气动力学;CFD【作者】Duan Lei;Liu Shaona;Huang Jiongjiong;Yang Yaozu【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】U463.4空气动力学套件可以增大作用于车轮的垂直载荷可以有效提高车轮的侧偏刚度[1]，而通过空气动力学手段可以在不增加赛车附重的情况下增加整车的下压力，特别是在弯道时可以增加了轮胎的抓地力，提高了过弯速度，增强了整车的行驶稳定性。

设计者通常在保证下压力分配平衡的前提下提高负升力系数值，同时控制气动阻力，即空动力学装置在获取下压力的同时必须具备一定的气动效率。

随着汽车的发展，汽车的外形也是多种多样的，但是不难发现，大多数汽车的造型都是采用流线型设计。

流线型汽车首先在外观上面就非常吸引人的目光，其次车子设计呈流线型，能大大的减少汽车行进间的风阻。

不论是汽车还是赛车，流线型造型都是一个不变的根基。

车身设计的灵感更多借鉴于仿生学：我们所知道的最佳流线型——水滴的Cd=0.05，而德国的一份研究报告中指出企鹅的阻力系数为0.03，比水滴还要小，尽管只是细微变化，但要知道对于汽车来说将Cd从0.29减小到0.28相当于给车减重100kg，且速度越快，降低的油耗越明显。

基于ANSYS的FSAE赛车发动机进气系统仿真分析

2310.16638/ki.1671-7988.2018.09.007基于ANSYS 的FSAE 赛车发动机进气系统仿真分析朱布博，孙少杰（陕西交通职业技术学院，陕西西安 710018）摘要：根据FSAE 大赛规则设计发动机进气系统，为保证动力输出，对进气系统应用ANSYS 进行流体力学分析，优化限流阀尺寸，确定集气室形状和体积，以增大与平衡各缸进气量，提升赛车动力性能。

关键词：FSAE 赛车；限流阀；FLUENT ；流体分析中图分类号：U467.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2018)09-23-03Simulation and analysis of intake system of FSAE racing car based on ANSYSZhu Bubo, Sun Shaojie( Shaanxi College of Communication Technology, Shaanxi Xi ’an 710018 )Abstract: Design engine intake system according to FSAE competition rules. In order to ensure the engine output power, use ANSYS to make fluid mechanics analysis of the intake system. Optimize the limit valve size and determine the shape and volume of the gas chamber to increase and balance the air intake of each cylinder, improve the dynamic performance of the car.Keywords: FSAE racing car; Restrictor; FLUENT; Fluid analysisCLC NO.: U467.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)09-23-03前言中国大学生方程式赛车大赛要求参赛学生依照大赛规则设计并制造一辆方程式赛车，比赛规则对发动机的排量和进气系统做出了规定和限制，本文简要介绍发动机进气系统设计情况，利用ANSYS 中的FLUENT 模块对其进行稳态与瞬态模拟，优化参数和结构，以增大与平衡发动机各缸进气量。

基于MotecM84的fsae赛车发动机的电喷化改造

基于MotecM84的fsae赛车发动机的电喷化改造在亚翔LD450化油器发动机基础上，添加了相关的传感器和发动机管理系统。

分析计算了喷油器的放置位置，设计并分析了进排气系统，并在台架上进行了各个工况下的喷油量和点火提前角的标定，提高了发动机的功率和扭矩。

标签：FSAE；亚翔LD450；电喷；优化设计；标定试验引言赛车采用的是亚翔LD450列发动机，该发动机采用等真空膜片化油器技术，与电子燃油喷技术相比，化油器相对有些不足。

电子燃油喷射系统是通过电脑来控制到发动机的燃油喷射量，使发动机能达到最佳的燃油动力比，提高动力性，方便不同工况下启动，更加方便控制调试。

电喷发动机上装有很多个传感器。

一旦发动机某部位发生故障其相应的传感器会将其故障码和相应参数传达给电脑，省了很多修车时不必要的麻烦。

文章对于发动机进行电喷化改进，并进行了ECU 的匹配标定工作。

1 电喷化改造方案为了实现发动机的电喷化，采用MOTEC M84为发动机控制模块M84拥有比较人性化的图形操作界面，内部数据可被快速读写，适合小规模改装。

加装传感器，自行设计燃油供给系统和点火系统。

控制模块依据曲轴位置传感器，凸轮轴位置传感器，进气压力传感器，进气温度传感器，水温传感器，节气门位置传感器和氧传感器的信号输入为依据，给出每一循环的喷油量和点火提前角，进而控制燃油喷射系统和点火系统。

为了简化发动机结构，使用进气凸轮作为凸轮轴位置传感器的触发轮，把原机的点火触发齿改造成曲轴索引齿。

如图1所示为电喷系统的工作原理。

2 硬件系统的设计2.1 点火系统的设计采用无触点电子点火系统如图2所示。

由于是单缸机，选用Bosch module 0227 100 124单通道点火模块，频率响应迅速，覆盖最高转速可达15000转。

對于线圈充电时间的设定，考虑到起动工况下电池的电压降较大，另一方面起动混合气较浓，需要较高的点火能量，所以充电时间设置得大。

如图3所示。

基于 FSAE 赛车的空气动力学套件设计及 CFD 分析

基于 FSAE 赛车的空气动力学套件设计及 CFD 分析韩小强;王洪宇;侯文彬【期刊名称】《实验科学与技术》【年(卷),期】2016(014)001【摘要】在赛车领域，空气动力学研究已经成为各项赛事以及车队之间竞争的焦点。

文中通过对 G03C 赛车进行整车空气动力学分析，找出整车造型对空气动力学的影响因素，并根据空气动力学原理设计了一套相匹配的空气动力学套件，包括鼻翼、尾翼及扩散器。

对比改装前后赛车的空气力学性能，结果表明，安装空气动力学套件后，产生一定的下压力使得赛车的高速稳定性能得到提升。

%In the field of racing cars,air dynamics research has become the focus of competition between the events and teams. For Formula SAE,aerodynamic research is very important.This paper through aerodynamic simulation analysis of G03C racing car, finds out influence aerodynamic factors of the vehicle model,and designs an aerodynamics package for it according to the principle of aerodynamics,including the front wing,rear wing and pared the aerodynamic performance of the car before and after modification,the results show that the increase of pressure makes the car high -speed stability improve under suite aerodynamic pack-age.【总页数】5页(P3-7)【作者】韩小强;王洪宇;侯文彬【作者单位】大连理工大学汽车工程学院，辽宁大连 116024;大连理工大学汽车工程学院，辽宁大连 116024;大连理工大学汽车工程学院，辽宁大连 116024【正文语种】中文【中图分类】U463.9【相关文献】1.FSAE赛车空气动力学套件组合设计分析 [J], 柏秋阳;王辉;李嘉凡;郝旭飞2.FSC赛车空气套件CFD优化设计 [J], 邓召文;王兵3.基于CFD的FSE赛车空气动力学套件研究 [J], 曾繁俊;阳林;万婷婷;钟兴华;李金畅;邱灿文4.FSAE赛车车身与空气动力学套件设计及其仿真 [J], Duan Lei;Liu Shaona;Huang Jiongjiong;Yang Yaozu5.FSAE赛车空气动力学套件优化设计 [J], 李嘉寅;刘宁宁;沈钰豪;谭博文;陈焕;薛雨晴;黄碧雄因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

FSAE赛车进气系统流场分析及优化

FSAE赛车进气系统流场分析及优化作者：库亚斌来源：《汽车科技》2017年第04期摘要：本文研究的对象是FSAE赛车的进气系统，研究主要参考目标为学校车队的赛车进气系统。

首先运用了理论分析方法查阅相关文献资料，初步建立三维模型，进行仿真分析。

然后运用单一变量分析的方法，对模型各部分参数进行仿真优化，求解出进气系统各部分的最优尺寸。

使用的工具是常用的三维软件CATIA。

对进气系统内气体的流动过程进行分析优化所使用软件为常用的有限元分析软件ANSYS Fluent。

经过分析优化得出了较为理想的FSAE赛车进气系统的流线分布图。

关键词：进气系统；流场分析；FSAE；20mm限流阀中图分类号：U464.234 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2017）04-0055-06Abstract： The object is FSAE car's intake system， the main reference target university research team racing intake system. First， the theoretical analysis method using access to relevant documents， the initial establishment of three-dimensional model， simulation analysis. Then use the method of univariate analysis of the various parts of the model parameters of simulation and optimization， solving the optimal size of the various parts of the intake system. Tool is commonly used three-dimensional software CATIA. Process flow within the intake system of the gas is analyzed to optimize the software commonly used finite element analysis software ANSYS FLUENT use. After analysis and optimization come to the ideal racing intake system FSAE streamline distribution.Key Words： Air intake system； The flow field analysis； FSAE； 20 mm flow-limiting valves引言大学生方程式汽车大赛（简称“FASE”）是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。

大学生FSAE赛车发动机进气系统设计

大学生FSAE赛车发动机进气系统设计贺彤阳;何山;黎杰;肖国权;雷雄【摘要】利用AVL BOOST建立FSAE赛车发动机工作循环的一维模型,对其进行分析优化,确定合适的进气歧管长度、谐振腔容积等几何尺寸,并借助三维建模软件Inventor对进气系统各个部件进行建模.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2012(000)011【总页数】4页(P20-23)【关键词】中国大学生方程式汽车大赛;发动机进气系统;BOOST【作者】贺彤阳;何山;黎杰;肖国权;雷雄【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510641;华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510641;华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510641;华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510641;华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510641【正文语种】中文【中图分类】U464.1341 引言中国大学生方程式汽车大赛是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。

各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在一年的时间内自行设计制造出一辆在加速、制动、操控性等方面具有优异表现的小型单人座休闲赛车，能够成功完成全部或部分赛事环节的比赛。

发动机供给系统设计作为发动机的主要设计任务，主要包括进气系统、排气系统和供油系统设计。

发动机供给系统，特别是进气系统对于发动机性能有着非常重要的影响。

通过借鉴国外车队的经验，并进行分析对比，发现Honda 的发动机比较适合FSAE 比赛，所以决定选用Honda CBR 600 RR 这款高性能的摩托赛车发动机。

据了解，这款发动机在FSAE 赛车上的使用频率相当高，因为它的各项性能指标都非常适合这项比赛［1］，但是发动机原来的进气系统和大赛规则要求［2］的结果相差很大，必须重新设计进气系统，而不能使用发动机原装的进气系统。

2 进气系统布置对于汽油机而言，进气量的多少直接决定发动机性能的高低［3］。

FSAE20mm进气限制

FSAE比赛的一大特色，就是要求所有参赛车辆的发动机进气部分，必须加装一个直径为20mm（E85燃料为19mm）的进气限制器。

由于去年中国比赛的特殊情况，没有要求使用进气限制器，所以，对于绝大多数同学，进气限制器是一个很新鲜的东西，近期也有不少关于进气限制器的讨论。

在此，我们就来谈一谈这个独具特色的小东西。

1 什么是进气限制器首先我们来阅读以下规则：8.6 进气系统限流阀8.6.1 为限制发动机功率，一个内部截面为圆形的限流阀必须安装在进气系统的节气门与发动机之间，并且所有发动机的进气气流都应流经此限流阀。

8.6.2 禁止在限流阀和发动机之间使用任何可以控制进气流量的装置。

8.6.3 限流阀内部截面的最大直径为：－使用汽油燃料——20.0mm（0.7874 英寸）－使用E-85 燃料——19.0mm（0.7480 英寸）8.6.4限制器必须安放在便于技术检查时测量的位置。

8.6.5 任何情况下，限流阀的内部截面都不能发生变化（例如限流阀不能作为节气门可动部件的一部分）。

8.6.6 如果使用了多台发动机，所有发动机的进气气流都必须流经限流阀。

说得很清楚了，圆形的限流阀，内径20mm，位于节气门和发动机之间。

我们再来看看它的庐山真面目：2011-5-10 15:062 进气限制器的作用为什么限流阀可以限制动力呢？原因很简单，我从两个方面讲。

第一个方面，是进气限制器在中低转速、部分负荷条件下，就好像一个一直半开着的节气门，让进气道内的压力比正常情况低，从而降低发动机的充气效率，进而限制各个工况的扭矩。

想象一下，如果你被堵住了一个鼻孔，然后和一个和你原本体力相同的人掰手腕，肯定是要悲剧的。

第二个方面，是进气限制器会限制单位时间内的最大进气量。

我们都知道，管内的气流速度越快，效率越低，当气流速度接近0.5马赫的时候，实际进气量就会达到瓶颈。

在常温常压下，20mm管径的这个瓶颈数值，大约在70g/s左右。

也就是说，无论你怎么折腾，单位时间进气量也就是这些，进而限制了发动机的最大功率。