基于CAD-CFD的135型柴油機螺旋進氣道的研究.pdf

1、隨著70年代能源危機的爆發(fā)，人們越來越重視發(fā)動機的經(jīng)濟性，而隨著各國環(huán)保意識的日益增強，為了減少大氣污染，發(fā)動機的排放性能獲得越來越高的重視。由于柴油機具有優(yōu)越的動力性、經(jīng)濟性和排放性能，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。螺旋進氣道作為小缸徑直噴式柴油機的重要零部件之一，由它的幾何形狀所決定的經(jīng)進氣過程進入柴油機汽缸內(nèi)的空氣量及其渦流強度，對柴油機的這些良好性能有著重要的影響。因此螺旋進氣道的設(shè)計在發(fā)動機的開發(fā)過程中占有重要的地位。 傳統(tǒng)的

2、螺旋進氣道設(shè)計流程是采用經(jīng)驗設(shè)計加上穩(wěn)流試驗臺上的反復(fù)試驗，多次修正氣道形狀的方法進行設(shè)計。在設(shè)計開發(fā)中存在著較大的盲目性與局限性，不僅設(shè)計開發(fā)周期長，耗費大，而且較難得到理想的方案。 通過對進氣道內(nèi)氣體流動的三維數(shù)值模擬計算，可獲得渦流比和流量系數(shù)，還可獲得氣道內(nèi)壓力、流速等參數(shù)的空間分布，并建立氣道形狀、安裝位置與氣體流動規(guī)律及其特性(包括流量系數(shù)、渦流比等)的關(guān)系，為發(fā)動機進、排氣道的設(shè)計與改進提供依據(jù)。 本文首先

3、以實際135型柴油機的螺旋進氣道為原型，進行氣道穩(wěn)流試驗，得到進氣道不同氣門升程下的評價參數(shù)：流量系數(shù)和渦流比．然后借助先進制造技術(shù)CAD軟件Pro/E和流體三維數(shù)值模擬技術(shù)CFD等手段，對進氣道原型進行模擬計算，獲得其內(nèi)部的壓力場、速度場和流量場等的詳細(xì)分布，并計算和實驗相對應(yīng)的評價參數(shù)，進而比較實驗、經(jīng)驗和模擬計算之間的相對誤差。在誤差允許范圍內(nèi)，用Pro/E對進氣道原型的幾何形狀進行修改，并利用CFD軟件STAR-CD進行計算，達