电喷汽油机进气歧管的CADCFD设计

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1、万方数据万方数据万方数据万方数据2002年(第24卷)第4期汽车工程317}车】6中问进7i歧管流场和压力场(d)出u4开启嘲7侧向进气歧管流场和压力场口在侧面，速度方向变化比较明显，导致流动压力损失增人。3．3快速成型及试验3．3．1生成零件的CAD模型生成的流动区域的儿何模型只足一个内部流场模型，如果需要进行加工，还必须进一步对模型进行_[艺上的完善，需要考虑制造的方便性、可行性以及与其他部件连接等问题。利用Pro／E，根据}述计算结果提供零件参数，生成了两种进气歧管模型的加工模型【“，如图8。3．32快速成犁进气管结构设计的试验验证

2、，尤其是多方案比较，面临的最大问题是样件的试制。采用传统的方法，如简易模具铸造，试制周期长，成本高．且样件精度差，往往不能满足项目进度的要求，也不利丁客观评价设计水平。采用目前比较流行的快速原型制造技术⋯方法试制样件，从而克服了传统方-法带来的弊端。该方法可以直接利用零件la)中间进气(h)侧向进’L

3、璺l8歧管零f1CAI)模型的CAD模型进行加工，这样就可以方便快捷地从虚拟设计转到实际生产。3．3．3试验验证为r验证模型的准确性和进一步完善税犁、在稳流气道试验有上对进气歧管进行了静止压力损失的测量。蕈⋯娄250霞凹200l卯35030

4、0《蛙250辑吾200150rL}l间进气土、＼．∥夕t；．f±、侧向进‘。＼，念，yf十f▲2015一苎10’制琏5O2015一苎10疵咄5Ol!j4进气歧骨位置一▲一试验值—◆计算值▲攫尊图9两种歧管测量结果与汁笄结果对比图9为测量结果与计算结粜的对比情况。由图中可以看出，计算结果与试验值误差不超过5％，模拟结果与试验结果吻合良好，说明该模型计算结果具有较好的可靠性，可以利用此模型进一步进行优化设计。计算结果表明中间进气歧管的流动阻力要低于侧向进气流动阻力，主要是由于中

5、日J进气的气体流动动量损失小，流动过程中速度方向变化不火引起的。

6、4结论(1)对CAD／CFO的现代设计方法进行了描述，并利用发动机工作过程循环模拟软件GTPower和三维CFD软件Star—CD，从一维和(下转第32l页)万方数据2002年(第24卷)第4期汽车j．程表5方案二计算所得各阶固有频率阶敬同有频率／Hz阶数同有频率／Hz739l27101112l8704．67ll12帅799287612130095．2两种改进方案对比分析从两种改进方案来看，前面几阶振型与改进前基本一致，但固有频率存在一衅差异，见表6。表6有限元计算所得各阶固有频率对比阶数同有顿率(娘有)固有频率(方案一)，Hz／Hz7撇

7、114312391．278697196髓297M67993l25932M92876101167812342lll2l1l12509lⅫl1240712130291347．713009从表6可以看出，方案·的固有频率除第8、第9阶变化不大外，其余几阶固有频率均有不同程度的增加，特别是第7阶固有频率由392．11Hz提高至431．2Hz，提高了40Hz左右，证明改进后提高了机体的总体刚度。改进前后前6阶的模态振型特征基本相同，说明增加模梁对机体的模态振型影响不大。而方案二与改进前的机体比，其同有频率基本没什么变化，可见其对机体的刚度基拳没什么

8、影响。因此采取力‘案一比较可行。6结论【1)通过试验模态分析，获得了YC4108Q柴油机机体的模态参数，为有限元模型的建立及计算结果的骑证提供r依据。(2)允分利用了三维CAD软件UG和PATRAN2000软什的功能，建立了Yc4t08Q柴油机机体的二三维模型。并利用NASTRAN有限元分析软件对YC4108Q柴油机体进行了模态分析计算，得到了该机体的固有频率和振型。(3)四面体IO节点(Tetl0)单元比4节点(Tet4)单元计算精度高，与试验模态结粜吻合性较好。但解算莆比较大，速度相对慢一些。对丁象机体这样的人型结构进行动力分析，应视

9、精度要求而合理选用。(4)对YC4108Q柴油机机体嚼种改进方案进行了对比计算，为提高机体的刚度找到改动少而又适合于生产的方案。参考文献I靳卫新．陈国1F大功率柴油机机体：维模志分析内燃机中报，1997．f212随机信号与振功分析系统(!RANV4X使用说明朽南京汽轮高新技术开发公司，199453MS(7公司．大型通用前限元程序系统MSCNASTRAN基础培训教程．1999午4MSCN&stranVersion70．7ouickReferei-92eG珊de(上接第317页)三维两方向对进气歧管进行了优化设计；(2)在建立三维流场计算模型

10、时，综合了Pro／E优越的造型功能和ICEM方便的网格生成功能以及StarCD快速的计算功能，使设计周期大大减少；(3)采用快速原型制造技术试制了进气歧管的样件，并在稳流气道试验台进行了验证。