发动机进气歧管稳压腔结构优化
25.汽油机进气歧管CFD分析与改进

汽油机进气歧管CFD分析与改进CFD Analysis and Improvement of Intake Manifoldfor a Gasoline Engine汪源利王伟民蔡志强(东风汽车公司技术中心湖北武汉 430056)摘要:本文对某款汽油机的进气歧管进行稳流试验,利用CDAJ公司的STAR-CCM+软件建立进气歧管分析模型,以试验数据来标定流动模型,同时对改进后的进气歧管的流动特性进行CFD分析,分别计算出两种进气歧管的最大不均匀度。
结果表明改进后的不均匀度得到一定的降低,更有利于提高发动机进气和燃烧的质量。
关键词:汽油机 进气歧管 数值模拟 STAR-CCM+Abstract:The steady flow test was applied in the intake manifold of gasoline engine in this paper. The analysis model of intake manifold was made by STAR-CCM+, and then was calibrated by the test data. At the same time, some CFD simulation of the improved intake manifold had been done in order to study its flow characteristic, max unevenness of the two models were also calculated. Results showed that the improved model was better than old model, and it was more conducive to raising the quality of engine intake and combustion. Keywords:gasoline engine; intake manifold; numerical simulation; STAR-CCM+1前言在轿车用汽油机上,进气歧管是进气系统最重要的部件,其进气的不均匀性将直接影响到各缸空气与燃油的混合程度,从而影响燃烧过程的组织,使各缸的燃烧过程产生差异,最终影响到整机性能。
基于GT-Power仿真的2.0L汽油机动力性能分析与优化

基于GT-Power仿真的2.0L汽油机动力性能分析与优化李明;许敏;赵金星;徐宏昌;李冕【摘要】利用GT-Power仿真工具建立了某2.0L汽油机性能仿真模型.并利用原机台架试验数据验证了该模型的正确性.分析了两阶段可变进气歧管长度和可变进气门正时方案对发动机性能的影响.并对原机进气歧管长度、配气相位、稳压腔容积和点火角等参数进行了优化.结果表明,优化后汽油机最大转矩从180 N·m提高到196.5 N·m,额定功率达到102kW,而油耗与原机基本保持一致.%The performance model of a 2.0L engine is established using GT-Power, and the effectiveness of this model is verified by using rig test data of the 2.0L engine. The effect of two-stage variable intake manifold length and variable intake valve timing plan on engine performance has been analyzed, and related parameters, including the intake manifold length, valve timing, intake chamber volume, and ignition angle, etc., are optimized in this work. The optimized results show that the engine performance has been improved significantly,with the largest torque increases to 196.5 N ·m from 180 N·m, and the rated power increases to 102 kW while the fuel consumption is almost kept unchanged.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】7页(P5-11)【关键词】汽油机;可变进气歧管;可变气门正时;优化【作者】李明;许敏;赵金星;徐宏昌;李冕【作者单位】上海交通大学,汽车电子控制技术国家工程实验室;上海交通大学,汽车电子控制技术国家工程实验室;上海交通大学,汽车电子控制技术国家工程实验室;上海交通大学,汽车电子控制技术国家工程实验室;上海交通大学,汽车电子控制技术国家工程实验室【正文语种】中文【中图分类】U464.1711 前言为了更好地适应市场竞争和满足配套车辆的要求,很多发动机厂商都纷纷致力于对原有发动机的性能进行优化改进。
某柴油机进气歧管进气均匀性分析

某柴油机进气歧管进气均匀性分析Zhao Zhenzhen;Zhang Chao;Zhou Bo;Sun Ying【摘要】带EGR的进气歧管进气均匀性分析分为空气均匀性分析与废气均匀性分析.采用稳态计算进行空气均匀性分析,计算合格后,再采用瞬态计算对标定工程师选择的两个工况下进行废气均匀性分析.结果表明,原设计方案在工况一下,各缸EGR 率偏差较大,不满足要求.通过对模型进行三次调整得到改进方案3,该模型在两个工况下EGR率偏差均满足评价标准.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(000)023【总页数】4页(P248-251)【关键词】空气均匀性;流量系数;废气均匀性;EGR率【作者】Zhao Zhenzhen;Zhang Chao;Zhou Bo;Sun Ying【作者单位】;;;【正文语种】中文【中图分类】U473前言随着排放法规的升级,对氮氧化合物、碳氢化合物及一氧化碳等废气的排放要求也逐步升高。
由于废气中含有大量的二氧化碳,而二氧化碳不能燃烧却能吸收热量,使得气缸中的燃烧温度降低,从而减少了氮氧化合物的生成量,废气再循环(EGR)是净化排气中氮氧化合物的主要方法[1]。
在多缸发动机上采用EGR系统时,有时各缸EGR气体分布不均匀,导致EGR率高的气缸氧气浓度低,排放烟度大;EGR率低的气缸不能有效降低燃烧最高温度,氮氧化合物的形成依然得不到有效控制[2-3]。
因此,有必要对EGR分布进行数值模拟,并根据仿真结果对各缸 EGR率均匀性进行优化,以得到满足要求的进气结构。
本文所分析的某柴油机进气歧管的进气均匀性,分两个部分:(1)进气歧管空气均匀性;(2)进气歧管废气均匀性。
其中,空气均匀是指EGR阀门完全关闭,只有空气均匀地流入各气缸。
废气均匀是指EGR阀门开启一定角度,进气歧管中同时有空气和废气流通,最终混合后,均匀地流入各气缸。
由于EGR阀门并非一直开启,并且在不同工况下阀门开启角度不同,所以只有在调整进气歧管空气进气均匀后,再调整废气均匀性才有意义。
进气歧管结构对进气流动影响的数值模拟

进 口长 度 / mm 稳 压 腔 容 积/ m 1 #歧 管 轴 线 长/ mm 2 #歧 管 轴 线 长/ mm 3 #歧 管 轴 线 长/ mm 4} 管 轴 线 长 / m }歧 a r 各歧管过渡到稳压腔平均长度/m a r 各 歧 管 出 口面 积/ m a r
如 图 l所 示
均 匀度 、 量流 量 、 量 系数等 。但 关于模 拟 的研 究 质 流 有限, 主要 集 中在 对 进气歧 管进 行优 化计 算 , 提供评
气 口
估 进气 歧 管性 能的 方法。 本文 针对 某型 号汽 油机 进 气 歧 管的优 化设 计 , 采用三 维 数值模 拟计 算 方法 , 利 用 H pr s y emeh软 件 和 T r gi 件 进 行 网格 划 分 , d软 利 用 Fu n 软 件 对 多缸 发动 机 进 气歧 管 进 行模 拟 , le t 研
对表 1中的结 构参数进 行 比较可 知 , 进气歧 管改
进前 后结 构 变化 不大 ,主 要是 因为受 发动机 结 构 限
制 。各 歧 管 在 出 口面 积 不 变 时 , 加 了 长度 : 时 稳 压 增 同 腔 与 歧 管过 渡 面 变 长 , 口长 度 减 小 。 下 面 将 进 一 步 进
中图 分 类 号 : 4 41 44 U 6 .3 + 文 献 标 志 码 : A 文章 编 号 : 0 5 2 5 2 1 )5 0 3 — 5 1 0 — 5 0( 0 1 0 — 0 2 0
Ef. to r m e e so nt ke M a f l r t e o Ch r c e itc f I c fPa a e t r fI a nio d St uc ur n a a t rs is O I t ke Fl w s d n S m ul to n a o Ba e o i ai n
发动机进气歧管优化方法

发动机进气歧管优化方法一、引言发动机进气歧管是汽车发动机中的一个重要组成部分,其作用是将空气引入发动机内部,为燃烧提供必要的氧气。
优化进气歧管设计可以提高发动机的功率输出、燃烧效率和燃油经济性。
本文将介绍一些常见的发动机进气歧管优化方法,以期达到更好的发动机性能表现。
二、进气歧管长度优化进气歧管的长度对于发动机的性能有着重要影响。
较短的进气歧管长度有助于提高高转速下的动力输出,而较长的进气歧管则有利于低速扭矩输出。
因此,根据发动机的设计要求和使用环境,可以通过调整进气歧管长度来优化发动机的输出特性。
一种常见的优化方法是通过改变进气歧管的长度来改变进气道的共振频率,以增加气缸充气效率。
三、进气歧管截面形状优化进气歧管的截面形状对气流流速和流动特性有着重要影响。
通常情况下,较大的截面积可以提高气缸的充气效率,而较小的截面积则有助于增加气缸内的涡流,提高燃烧效率。
因此,通过优化进气歧管的截面形状,可以在不同转速下实现更好的气缸充气和燃烧效果,从而提高发动机的性能。
四、进气歧管内部表面涂层优化进气歧管内部的表面涂层可以改变气流的流动性能,从而改善发动机的性能表现。
一种常见的涂层材料是聚四氟乙烯(PTFE)涂层,它具有低表面摩擦系数和良好的耐腐蚀性能。
通过在进气歧管内部涂覆PTFE涂层,可以减小气流与歧管内壁的摩擦损失,提高气流速度和流量,从而提高发动机的动力输出和燃烧效率。
五、进气歧管进气道长度优化进气歧管进气道的长度也会对发动机性能产生影响。
较短的进气道长度可以增加空气的进入速度,提高气缸充气效率,适用于高转速工况下的发动机。
而较长的进气道长度会增加容积,提高油气混合的时间,适用于低转速扭矩输出。
因此,根据发动机的应用场景和工况要求,优化进气道长度可以进一步改善发动机的性能。
六、进气歧管结构设计优化进气歧管的结构设计也会对发动机的性能产生影响。
采用尽可能平滑的内部通道设计可以减小气流的阻力,提高流速和流通能力。
201_基于CFD的某柴油机进气歧管EGR分布与优化_长城汽车_伊士旺等

基于CFD的某柴油机进气歧管EGR分布与优化伊士旺[1,2],苏艳君[1,2],赵铮[1,2],张德胜[1,2](1.长城汽车股份有限公司技术中心,河北保定市0710002.河北省汽车工程技术研究中心,河北保定市071000)[摘要]:废气再循环(EGR)可以有效降低NOx排放。
对于采用EGR技术的多缸柴油机,若各缸废气分配不均会影响其燃烧稳定性,导致各缸工作不一致。
本文采用1D-3D耦合计算方法,对试验中出现问题的部分负荷工况点进行CFD分析。
通过对比EGR管处速度场及各缸EGR率,找到优化方向,最终方案满足要求。
关键词:CFD;EGR均匀性;进气歧管主要软件:A VL-FIRE;A VL-BOOST引言近期国家对环境问题非常重视,排放法规越来越严格,如何降低车辆排放已成为亟待解决的问题。
EGR(Exhaust Gas Recirculation)是将部分废气通过进气歧管引入燃烧室,以降低缸内氧浓度和燃烧温度,达到降低NOx排放的目的。
对于采用EGR技术的多缸柴油机,各缸EGR率分配不均,会影响各缸工作一致性,使NOx排放难以控制。
本文利用CFD方法对EGR分布进行数值模拟,并依据仿真结果完成对EGR管位置及结构的优化。
1. 模型建立与分析方法1.1 1D模型本公司研发的某四缸增压柴油机在台架标定过程中1800rpm/9bar部分负荷工况点出现各缸工作状况不一致现象,且NOx排放难以控制。
经多方讨论,初步怀疑是由各缸EGR分布不均所致,故对EGR分布进行仿真分析。
本次分析采用1D-3D耦合计算方法,边界条件由A VL公司1D热力学软件BOOST提供,3D模型由专业流体软件Fire计算。
1D模型见图1所示,虚线框内表示进气歧管和EGR 部分。
1D模型和3D模型的数据传递通过图1中的link单元完成。
在1D-3D耦合计算过程中BOOST模型首先单独计算30个循环,使1D结果达到收敛,然后自动通过link单元将边界条件(质量流量和温度等)传递给3D模型。
发动机CAD_CFD设计技术_师石金

2004142发动机CAD/CFD 设计技术师石金 王 志 王建昕(清华大学,汽车安全与节能国家重点实验室,北京 100084)[摘要] 阐述了CAD/CF D 技术在发动机设计开发中的重要性,并对CF D 求解步骤及CAD/CFD 的设计方法进行了描述。
给出了CA D/CF D 技术在电喷汽油机进气歧管设计和柴油机螺旋气道设计的应用效果。
叙词:发动机,CAD,CFD,优化设计CA D/CFD T echnologies for Internal Combustion EnginesShuai Shijin,Wang Zhi &W ang JianxinT singhua University,S tate Key L aboratory of Au tomotiv e S af ety and E nergy,Beij ing 100084[Abstract] T his paper illustrates the importance of Com puter Aided Design (CAD)and Computational Fluid Dy namics(CFD)technologies in the developoment of Internal Combustion Eng ines.The solution process ofCFD and the design method using CAD/CFD are described.The applications of CAD/CFD to the designs of the intake manifold of an EFI gasoline eng ine and the spiral inlet duct of diesel eng ine are also presented.It concludes that com mercial CAD/CFD softw are has high simulation accuracy and can be used as an assistant tool for engine design.Keywords:Internal combustion engine,C AD,C FD,Optimum design原稿收到日期为2003年9月16日,修改稿收到日期为2003年12月10日。
109_基于BOOST的发动机建模及性能优化_小康工业_刘承科等

基于BOOST的发动机建模及性能优化刘承科冼泽文刘晓勇(重庆小康工业集团·动力技术中心)[摘要]进气是汽油发动机工作的核心环节,对性能影响极大。
本文以某汽油机性能优化工作为例,介绍了发动机建模尤其是管路参数准备的方法。
然后在该模型的基础上,以充气效率最大化为目标,对进气歧管的几何尺寸和VVT角度进行了优化。
关键词:发动机性能;进排气系统;可变气门正时主要软件:A VL-BOOST;CA TIAEngine Modeling & Optimization Based On BOOSTLiu Chengke, Xian Zewen, Liu XiaoyongChongqing Sokon Industry Group,Powertrain Technology Center[Abstract]Air intaking is one of the most critical factors for a gasoline engine, and it decides the engine behavior to a certain extent. Based on a gasoline engine improvement activity, this paper discussed the basic modeling procedure focusing on geometric data preparing, especially the pipes. Based on this model, the geometry of intake manifold and VVT strategy were optimized to maximize Volumetric Efficiency.Keywords: Engine Performance;Intake & Exhaust System;VVTSoftware: AVL-BOOST;CATIA1. 引言进气过程是汽油发动机工作的核心环节,进气量大小基本上决定了发动机性能的优劣。
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Optim ization of the PCV and the Purge Channel Connected to the Intake M anifold Pressure Stabilizing Cham ber
LI Jun ,RAO Jun ,TIAN yan—qing ,ZHANG Shi—yi
体力学 (CFD)分析 ,得到不同结构下进气歧管中气体体积分布云 图和各气 缸的空燃 比 (AFR)不均 匀度。其次将 不同结构
下的体 积分布 云图和 AFR不均匀度做对 比分析 ,当歧管 中气体分布均匀且各缸 AFR不均匀度小于 3%时 ,即获得碳罐和曲
轴箱通风系统管道与进气歧管的最佳连接 位置。最后在低速空载工况下 ,对某三缸发动机进气歧 管做仿真分析 。仿真结果
第33卷 第08Байду номын сангаас
文 章 编 号 :1006—9348(2016)08—0153—05
计 算 机 仿 真
2016年8月
发 动机 进 气 歧 管稳 压 腔 结构 优 化
李 军 ,饶 均 ,田延 庆 ,张世 艺
(1.重庆交通大学机电与车辆 工程学 院 ,重庆 400074; 2.长安汽车动力研究院 ,重庆 401120;
analysis,to get the air volume distribution nephogram and AFR distr ibution of different structures.Next,comparing the air volume distribution nephogram and AFR distribution,when the gas distr ibution is uni ̄r m and the AFR disti l— bution of each cylinder is less than 3% .the optimal connection position of the carbon canister and the crankcase yen- tilation system is obtained. M ore,under the condition of low speed and no load, a simulation analysis of the intake
3.Maritime college,Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China)
ABSTRACT:The connecting position between the carbon canister and the positive crankcase ventilation(PCV)sys- tem and the intake manifold is related to the air fuel ratio(AFR)distr ibution of the engine cylinder,and then inf lu- ence the performance of en ̄ne.In view of the above problems.this paper uses the STAR —CCM +software to ana— lyze the different connection structure of the intake manifold with the transient computational f luid dynamics(CFD)
表明 :当碳罐管道接 口靠近节气 门时 ,歧管内气体分布均匀且各 缸 AFR分 布最佳 ;PCV管道 的接 口位 置对发动机各缸 AFR
不均匀度影响小 。
关键词 :进气歧管 ;计算流体力学 ;碳罐 ;曲轴箱强制通风 ;空燃 比不均匀度
中 图分 类 号 :TP 391.9
文献 标 识码 :B
pipeline joint has little effect on the AFR distribution of the engine.
KEYW ORDS:Intake manifold; Computational fluid dynamics; Ca rbon canister; Positive crankcase ventilation
(1.School of Electromechanical and Automotive Engineer ing,Chongqing Jiaotong University,
Chongqing 400074,China; 2. The Power Design Institute of Chang’an Automobile,Chongqing 401 120 ,China;
(PCV);Air fuel ratio distr ibution
基 金 项 目 :国家 自然 科 学 基 金 资助 项 目 (51305472) 收稿 日期 :2015—10—14 修 回日期 :2015一l1—13
3.重庆交通大学航 海学院 ,重庆 400074;)
摘要 :发动机 中碳罐和 曲轴箱强制通风(PCV)系统管道与进气歧管 的连接位置 ,关系着发动机各气缸的空燃 比不均匀度 ,进
而影 响发动机 的整体性能 。针对 以上问题 ,首先采用 STAR—CCM+软件对进气歧管不 同位置的连接结 构进行瞬态计算流
manifold of a three cylinder en ̄ne is made,the results show that:when the carbon canister pipeline joint is close to
the throttle valve,the gas distribution is uniform and the AFR distr ibution of each cylinder is the best. The PCV