柴油发动机塑料进气歧管设计研究

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1、天津大学硕士学位论文柴油发动机塑料进气歧管设计研究姓名：王龙申请学位级别：硕士专业：动力机械及工程指导教师：刘德新20090601摘要轻量化、环保化已成为当今世界汽车材料发展的主要方向。塑料进气歧管可比铝进气歧管重量减轻5096以上，发动机动力性得到5～i0％的提升，经济性和排放性也有相当改善，材料和制造成本都可得到降低。但是塑料进气歧管作为发动机进气系统最关键的零部件，其设计和制造难度很大。本文主要研究柴油机塑料进气歧管的设计方法。首先介绍了柴油机的换气过程，分析柴油机塑料进气歧管的结构功能，提出了进气

2、歧管总体设计思路及各附件的设计要求。在此基础上使用三维设计软件Pro／E．为现代D483一TC柴油机设计了塑料进气歧管。同时利用CAE软件研究塑料进气歧管的动态特性及对其结构上的不合理性进行改进。借助计算流体力学(CFD)辅助内燃机设计理论，研究了CFD在进气歧管开发中的应用及其模拟精度。利用三维流体计算软件FIRE对所设计塑料进气歧管型腔进行流场模拟，深入研究了型腔内部流场分布和对缸内进气涡流的影响，为进气歧管型腔的三维结构优化提供理论依据。制作塑料进气歧管快速原型样件，经装配测试和稳流气道试验台验证，

3、用该方法设计的塑料进气歧管性能符合要求，工艺合理。本文采用虚拟设计理论，利用现代化集成设计方法，试验与模拟并行，加快了产品开发周期，降低了开发成本，可以高质量的完成设计任务。该方法既可用于指导进气系统的性能改进，还有利于加快国内塑料进气歧管的应用和推广。关键词：塑料进气歧管柴油机力学分析计算流体力学快速成型ABSTRACTLightandenvironmentaltitlethemamdirectionmautomobilematerial．Plasticairintakemanifoldsaresucc

4、essfullyreplacingaluminumairintakemanifolds．Goodperformance，lowerweightandcostsalethemainreasonsbehindthistrend．Itisdifficultytodesignandproducethemanifoldbecauseofitsintricateshapeandtherequirementsofperformance．Tobringtheplasticmanifoldintopracticalusei

5、nChina，thispapermainlyresearchesthemethodofdesignplasticintakemanifold’Scavityfordieselengine．Firstly,gasexchangeprocessofdieselengineisintroduced,thentheconfigurationfunctionofplasticintakemanifoldfordieselengineisdiscussed．nlepaperthenproposesrequiremen

6、tofgeneraldesignandeachaccessory．Basedontheseapproaches，thestru．ctureofplasticairintakemanifoldwhichusedinHyundaiD843-TCdieselengineWasdesignedinPro／Engineer．Afterthat，thepaperresearchedthedynamiccharacteristicsofPAIMs，thenimprovedunreasonablestructureont

7、hebasisofCAEsoftware．T11etheoryofCFDappliedinenginedevelopmentwasstudied．AndthemeshstructureWasalsoresearchedwhichWasthekeypointtocomputeprecision．卫1ethree-dimensionalnumericalsimulationofairflowsinplasticintakemanifoldsofdieselengineisperformedusingCFDso

8、ftware-FIRE．nesimulatedflowfieldprovidesadetailednightintoinfluenceofintakemanifoldsonflowcharacteristicsandswirlmotion．Thecalculationresultsofmanifoldsflowperformanceprovidetheoreticaldirectionsforintakemanifold’Sc