摩托车发动机性能优化模拟计算及试验的研究

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1、中文摘要随着社会的发展和进步，我国城镇和农村地区对摩托车的需求量日益增加，摩托车不仅是一种代步工具，它更多的是用于载货，由于农村的道路环境比较差，摩托车动力性能差的问题凸显出来。本文以某款摩托车用单缸汽油机为研究对象，采用模拟计算和试验相结合的方法，通过优化发动机进排气道和排气管结构，达到提升其性能的目的。本文主要研究内容如下：1．发动机进、排气系统和配气相位的优化计算。在BOOST软件中建立原机模型，通过模拟计算，分析发动机空滤器、进气管、排气管和配气相位对发动机性能的影响，计算得到当进气管径为33mm，排气管长度为550m，进气迟闭角为20。CA时，发动机功率分别可提升

2、2．3％、2．88％和2．1％。2．配气凸轮计算和评价。在TYCON软件中建立配气凸轮模型，通过计算，分析和评价凸轮的性能，提出配气凸轮的改进方向。3．进气道的优化计算。基于FIRE软件建立的目标发动机进气道模型，开展了进气道四个改进方案的流量系数和滚流比等关键参数的仿真计算和对比分析。得到方案一和四结构较理想，方案一流量系数增加最多．方案四滚流比增加较多，且流量系数损失小。4．发动机性能优化试验研究：根据模拟计算的结果，试验研究了不同排气管长度和进气道结构对发动机功率和扭矩的影响。结果表明：(1)随排气管长度的增加，发动机的功率和扭矩呈下降趋势，排气管长度为550mm时，

3、功率和扭矩分别提升了3％和2．1％，此时，排气管内压力波与配气正时匹配最好，泵气损失下降，发动机热效率提高。(2)气道采用改进方案一和凹，缸内滚流强度增加，火焰传播速度加快，大部分燃料在上止点附近燃烧，燃烧持续期缩短，发动机热效率增加，从而使发动机的性能提升，功率和扭矩分别可提升1O．78％平1J6．52％。(3)采用复合技术方案(进气道采用优化方案一和四，排气管长为550mm)后，发动机的性能改善最大，功率和扭矩分别可比原机提i岛11．53％禾H7％。关键词：汽油机性能提升模拟计算进排气系统优化凸轮评价ABSTRACTAssocietyisfastdeveloping，t

4、hedemandofmotorcyclesincreasesrapidlyinsmalltownsandvillages．Itplaysagreatroleinthedailytransportation，especiallyinvillageforitsruggedroad．Therefore，peoplepaymoreattentiontothedynamicperformanceofthemotorcycle，whichisthemainrestrictionofspreadofmotorcyclecomparingwiththecar．Inthispaper，asi

5、ngle—cylindergasolineengineformotorcyclewastakenastheresearchobject．TheresuRsofsimulationandexperimentwerecomparedtooptimizethestructureofintakeandexhaustsystem．Purposeoftheworksinthispaperwastoimprovethedynamicperformance，Themaincontentofthispaperisasfollows：1．Optimizationcalculationofint

6、akeandexhaustsystemandvalvetiming．AnAVLBOOSTmodelwasestablished，basedonwhichtheeffectofairfilter，inletpipe，outletpipeandvalvetimingwassimulatedandaccordinglytheengine’Sperformancewaspredicated，whentheinletpipediameterwas33mm，exhaustpipelongthwas550mmandIVCwas20。CA，enginepowerwasrespectivel

7、yincreased2．3％．2．88％and2．1％．2．Calculationandevaluationofcam．ThecamsystemmodelwasbuiltinTYCON，inwhichtheperformanceofvalveCamwasanalyzedandevaluatedthroughsimulation．Atlast，improvingmethodwasproposed．4Optimalcalculationofintakeport．AnintakeportmodelwasbuiltinFⅡ