4db柴油机进气系统和配气机构的计算及优化

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1、万方数据江苏大学硕士学位论文摘要对于现代柴油机，管理进入气缸燃烧室的空气是非常重要的过程，用于确保发动机工作的一致性和可靠性。影响气体滞燃期热量释放的因素主要体现在质量、成分、温度、压力、体积运动和清洁度上，这些全都是空气管理的范畴。精细的进气系统、缸盖和配气机构设计、增压技术和废气再循环是进气管理中最重要的方面。本文从实际项目出发，从以下方面对进气管理作了具体研究：(1)进气岐管的结构尺寸优化。进气歧管的长度和直径等结构直接影响气缸进气量和进气的阻力，从而影响燃料在发动机气缸内的燃烧。本文主要研究进气歧管的长度和直径对发动机充气效率油耗等的影响，并基于得出新的设计进气歧管方案应

2、用于实际项目。进气歧管直径的影响主要体现在充气效率的影响上，在计算的数值范围内，直径越小，其充气效率越高，同时油耗变化不大；进气歧管的长度在计算的数值范围内，进气歧管长度越长，其充气效率越高。进气歧管直径和相关管路确定的情况下，进气歧管的长度与最高充气效率的转速近似成线性关系。同样的长度的变化对于油耗影响不大。基于这些结果，考虑到减小发动机安装尺寸的需求，通过模拟计算，对于方腔且长歧管的设计方案比平腔且短歧管的设计方案更能够提供更好的发动机性能，同时油耗影响不明显。(2)进气道CFD分析计算。通过采用三维CFD计算软件Fire对4DB柴油机螺旋进气道的稳态流动过程进行数值模拟，重

3、点分析了关键流道截面中速度场和湍动能场的分布情况，并通过对进气道螺旋段气流流线局部剖视图的分析，找到了影响4DB柴油机螺旋进气道流动性能的关键制约因素，即进气门背面靠近气道入口一侧区域中存在显著的气流涡旋，而气流涡旋的产生导致该处的湍流耗散作用比较严重，从而造成了较高的流动损失。(3)配气机构设计改进。由于前期设计在实际可靠性实验中发现存在挺柱早期磨损的问题，新设计方案在保持相同性能的前提下，通过工作过程模拟计算软件的计算，对凸轮型线和弹簧方面进行改进，提出了新的配气机构设计方案，来进一步降低凸轮与挺柱之间接触应力。对进气凸轮基本保持包角不变，通过调整正加速度宽度来增加曲率半径，

4、同时，增加排气凸轮基本段包角，以适当减小正、负加速度峰值。对弹簧主要是加大了其预紧力来更加可靠的抵御排气制动带来的更高的磨损风险和阀T万方数据4DB柴油机进气系统和配气机构的计算及优化门密封的需求。这些方案均为通过模拟计算得出，需要后续通过发动机可靠性试验来最终确认。(4)4DB柴油机增压器的选型：主要对4DB柴油机与增压器性能的匹配。其一是给出推荐的增压器用于匹配。这部分内容包含压气机的选择、涡轮的选择和机械限制的确认。另外一块是在给定发动机上对推荐的增压器进行选型工作。通过对前期基于初始数据模拟计算，选定的两款增压器(GTl756和GTl549)。基于外特性、权重排放工况及喘

5、振裕度做了细致的分析和比较，得出了GTl549具有更好的排放和性能表现。以上研究均结合实际项目，给出了对发动机进气系统设计和选型工作过程给出了着重需要考虑的因素，为后期类似工作提供了必要的技术积累和参考。关键词：进气系统管理、进气岐管设计、配气机构、涡轮增压器选型II万方数据江苏大学硕士学位论文ABSTRACTManagingthesupplyofairtothecombustionchamberisanimportantprocesstoensureconsistentandreliableperformanceofmodemdieselengines．Airmanagemen

6、tencompassesallaspectsthataffectthequantity,composition，temperature，pressure，bulkmotionandcleanlinessofthecombustionairatthestartoftheheatreleaseperiod．Detailsoftheintakesystem，cylinderheadandvalvetraindesign，pressureboostingtechnologyandchargedilutionrequirementsareallimportantaspectsofintak

7、eairmanagement．Basedonrealproject，thepaperisfocusonbelowfactors，(a)Optimizationforgeometryofintakemanifold：Thelengthanddiameterandotherparametersofintakemanifoldwillinfluencetheintakeresistanceandairmassintocylinder,whichwillleadthecombustion