三缸增压汽油机进气歧管设计与优化.pdf

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1、第42卷第4期2013年8月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．42No．4Aug．2013三缸增压汽油机进气歧管设计与优化苏晓燕刘云卿冯晓娟杨陈沈源由毅冯擎峰(吉利汽车研究院浙江杭州311228)摘要：运用CFD分析方法，对汽油机单边进气歧管的初始设计方案进行CFD计算分析，结果表明初始设计方案的进气均匀性远达不到设计要求。根据分析结果，对进气歧管提出优化方案，CFD分析结果表明修改方案进气均匀性得到了很大改善而流通性只是略微降低，满足设计要求，最终完成该进气歧管设计。关键

2、词：进气歧管CFD分析流通性进气均匀性中图分类号：TK41l+．8文献标识码：A文章编号：1671—0630(2013)04—0054—05DesignandOptimizationofIntakeManifoldforaThreeCylinderTurbochargedGasolineEngineSuXiaoyan。LiuYunqing，FengXiaojuan，YangChen，ShenYuan，YouYi，FengQingfengGeelyAutomobileResearchInstitute(Hangzhou，Zhejiang，31228，

3、China)Abstract：TheCFDsimulationisperformedtoinitialdesignsolutionofone·sidedintakemanifoldofagasolineen百ne．Theresultindicatesthatintakeuniformityofinitialdesignsolutioncannotfulfillthedesignrequire·ments．Theoptimizedsolutionofintakemanifoldisproposedbasedonanalysisresult．TheCF

4、Danalysisresultshowsthatintakeuniformityoftheoptimizedsolutionissignificantlyimprovedandaslightreductionoccursinflowcapability，thussatisfyingdesignrequirements．Finally，thisdesignofintakemanifoldisaccomplished．Keywords：Intakemanifold，CFDanalysis，Flowcapacity，Intakeuniformity引言进

5、气系统的功用是尽可能多和尽可能均匀地向各缸供给可燃混合气或纯净的空气。进气歧管是发动机进气系统的主要部件，其功能将混合燃气或洁净空气尽可能均匀地分配到各个气缸¨J。进气歧管质量的好坏，直接影响到发动机的整体性能，而进气歧管的最差支管决定了整个进气歧管的优劣。进气歧管的设计应该在尽可能保证进气均匀性的前提下，尽量减小气体的流动阻力。在发动机的开发过程中，必须对进气歧管的流通性和进气均匀性进行评价及设计优化，使其满足要求。在设计进气歧管时，歧管内气体流道的长度应尽可能相等，为了减小气体流动阻力，提高进气能力，进气歧管内壁应该光滑⋯。在现有加工工艺下，进

6、气歧管的内壁面已经很光滑，气体在歧管内的沿程损失已经很小，主要的阻力损失为局部损失。为保证进气均匀性，进气歧管通常会设计为对称结构。但是在发动机开发过程中，进气歧管的设计常常受到发动机布置空间的限制，有时候不得不将进气歧管设计成非对称式结构，在极端情况下进气歧管入口管轴线和出口管轴线还呈90。夹角(单边进气歧管)，这势必会极大地增加各缸进气差异，导致进气不均。某三缸增压发动机由于布置空间的关系采用了单边进气歧管的设计结构，采用CFD分析软件对初始设作者简介：苏晓燕(1984一)，女，工程师，主要研究方向为发动机缸内燃烧过程数值模拟及唇形密封泵吸效应

7、的研究。第4期苏晓燕等：三缸增压汽油机进气歧管设计与优化55计方案进行CFD计算分析，结果显示初始设计方案远不能满足进气均匀性要求。根据分析结果，提出优化修改意见，由设计工程师重新设计，得到修改方案，对修改方案进行CFD计算分析，结果表明修改方案满足进气性能要求，得到最终设计方案，完成进气歧管的设计优化。1进气歧管的数学模型任何流体流动问题都遵循质量守恒定律和动量守恒定律心J。进气歧管中流体换热量较小，因此不考虑换热影响。进气歧管内的流动为湍流流动问题，湍流控制方程采用AVL所提出的数值稳定性更好的K一‘一f模型¨J。质量、动量守恒控制方程可通用式

8、(1)表示。亟碰2+鱼!卫娅)+鱼!趔2+宣【型盟：立at8xa了8zax(r碧)+专(r考)+未(r盟Oz)+S㈩式中(