CFD技术在汽油机进气歧管优化设计中的应用.pdf

《CFD技术在汽油机进气歧管优化设计中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第31卷第3期2014年6月内燃机与动力装置I．C．E&PowerplantV01．31No．3Jun．2014【模拟计算】CFD技术在汽油机进气歧管优化设计中的应用张超。姚炜，王宏大，雷蕾。陈亮(安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽合肥230601)摘要：在发动机设计开发过程中，需要评估进气歧管是否满足进气均匀性的标准。首先利用1D一3D耦合方法计算得到进气歧管的平均质量流量，然后将其作为三维数值计算的输入边界。利用fire软件对初始进气歧管进行CFD分析，计算出各缸的流量系数及其偏差。针对存在压力损失的部位进行优化，直到其进气均匀性满足标准。结果表明：通过

2、1D一3D耦合方法可以为三维数值计算提供准确的输入边界；通过CFD方法可以发现进气歧管结构中对流动不好的部位；通过CFD方法进行优化设计分析已经成为进气歧管设计过程中的重要手段。关键词：进气均匀性；流量系数；耦合中图分类号：TK412文献标志码：A文章编号：1673—6397(2014)03—0033—04ApplicationofCFDMethodinOptimizationDesignofIntakeManifoldforGasolineEngineZHANGChao，YAOWei，WANGHong—da，LEILei，CHENLiang(AnhuiJian

3、ghuaiAutomobileCo．Ltd．，Hefei230601，China)Abstract：Whenaengineintakemanifoldisdesigned，anassessmentshouldbedonetodeter—minetheuniformity．First，1D一3Dcouplingmethodisusedtocalculateandobtaintheaveragemassflowoftheintakemanifold．Thesevaluesareusedasinputboundaryin3Dnumericalcalcula—tion．

4、TheFiresoftwareisusedtoanalyzetheinitialintakemanifoldtoobtaintheflowcoefficientofeachcylinderanditsdeviation．Optimizationtothispartthatlosespressureensurestheuniformityoftheintakemanifold．Resultsshowthatthemethodof1D一3Dcouplingcanprovidetheaccuratein-putboundaryfor3Dnumericalcalcula

5、tionandthatthemethodofCFDhelpstofindthepartwithbadflow．ThemethodofCFDisanimportantmeanintheprocessofanalyzinganddesigningofin—takemanifolds．KeyWords：AriIntakeUniformity；FlowCoefficient；Coupling引言进气系统的功用是尽可能多和均匀性地向各个气缸供应洁净的空气。进气歧管是发动机进气系统的重要组成部分，它的功用是将洁净的空气分配到各缸进气道¨。2J。发动机进气系统的气体流动十分复

6、杂，进气歧管质量的好坏会影响到发动机的充气效率和换气损失，对发动机的动力性和经济性有重要的影响旧。4J。在发动机的设计开发过程中，必须对进气歧管的进气均匀性进行分析及设计优化，使其满足一定的评价标准N。6J。本文分析的对象是某型汽油机的进气歧管。利用1D一3D耦合方法。7j，模拟出一个发动机循环的质量流量，将其作为三维数值模拟的输入边界。利用AVL—FIRE软件，模拟得出各进气支管的流量系数及其偏差，并且得到其总压分布图和流动迹线分作者简介：张超(1985一)，男，安徽合肥人，助理工程师，主要研究方向为内燃机工作过程。收稿日期：2014—03—05内燃机与动力装

7、置2014年6月布图。从这些结果中发现流动不畅、压力损失大的部位，通过CAD软件对进气歧管结构进行优化设计。最后再次对优化方案进气歧管进行CFD分析计算，直到进气歧管进气均匀性满足评价标准。通过CFD分析进行优化是目前进排气歧管设计中常用的方法¨“⋯。1模型建立1．11D一3D耦合为了能够准确地模拟出汽油机进气歧管内部气体流动对发动机性能的影响，可以对该进气歧管进行1D一3D耦合计算。该耦合方法综合考虑了发动机实际工况和进气歧管实际结构对发动机性能的影响，对汽油机进气歧管进行三维稳态CFD分析，对汽油机的其它部分进行一维数值分析。本文采用BOOST计算出一个发动

8、机循环的质量流量，从而得