柴油機螺旋進氣道三維流場數(shù)值模擬及其性能研究.pdf

1、在發(fā)動機工作過程中，進氣系統(tǒng)、燃油噴射系統(tǒng)和燃燒室結構是燃燒系統(tǒng)的三個重要組成成分，三者之間的合理匹配不僅有助于保證工質燃燒的質量，而且可以提高發(fā)動機的綜合性能。在進氣系統(tǒng)中,螺旋進氣道扮演著重要的角色，缸內充量系數(shù)的大小、氣體的速度和壓力分布以及渦流的形成狀況都受螺旋進氣道結構的直接影響，優(yōu)質的氣道能夠明顯的提高發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性以及環(huán)保性。因此，研究螺旋進氣道的性能并設計出合適的氣道參數(shù)有助于得到精確的流量系數(shù)和渦流比，這對發(fā)動

2、機的性能優(yōu)化非常重要。以往的進氣道研究大多采用傳統(tǒng)的經(jīng)驗設計和穩(wěn)流試驗結合的方法，但是這種方法耗時耗力，成本較高。通過三維仿真軟件對發(fā)動機進氣道進行三維數(shù)值模擬的方法時間短，能夠方便快捷的獲取氣道的綜合評價參數(shù)和流動特性。
　　本課題以濰柴6160柴油機螺旋進氣道為研究對象，對其進行模擬計算和分析。首先確定進氣道數(shù)值模擬計算用到的數(shù)學模型和理論方法，分析進氣道內部的三維湍流流動信息，然后通過AVL-Fire軟件和CONVERGET

3、M軟件對螺旋進氣道三維幾何模型進行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)模擬計算。在穩(wěn)態(tài)模擬下，得到了不同氣門升程的流量系數(shù)和渦流比，以及氣體流動跡線圖、壓力分布圖、湍動能圖和速度等值線圖等流場特性云圖；在瞬態(tài)模擬下，得到了瞬態(tài)狀況下的渦流比和湍動能（TKE）的數(shù)據(jù)值，并對其變化趨勢作了詳細分析和介紹。通過對氣體流動特性云圖的分析，找出螺旋進氣道中不合理的部位，針對氣道的缺陷，利用三維建模軟件CATIA和Pro/Engineer對原氣道進行修改優(yōu)化，再次進行數(shù)值模