发动机进气道的优化仿真

试析某汽油发动机进气道的优化仿真牛彩云;陈浩平;叶燕帅【摘要】发动机是汽车车辆的重要组成部分,其主要功能是为汽车运行提供足够动力.但是在汽车使用过程中,发动机进气道噪音问题还时常存在,并且一直是一个难以解决的问题,所以就需要对发动机进气道进行优化改造,在保证发动机性能的基础上降低噪音污染.针对发动机进气道的优化仿真进行分析,对发动机进气道进行深入研究,希望为发动机进气系统性能优化提供帮助.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】2页(P145-146)【关键词】发动机;进气道;优化仿真【作者】牛彩云;陈浩平;叶燕帅【作者单位】广西科技大学,柳州 545006;广西科技大学,柳州 545006;广西科技大学,柳州 545006【正文语种】中文发动机进气系统是车辆产生噪声的主要原因，但进气道产生噪声的原因很复杂，包含了很多影响因素，管口噪声就是非常重要噪音组成部分。

目前，发动机进气系统仿真优化主要集中在一维声学方面，并不能将消声原件模型实现参数化。

另外因为进气系统消声元件声学模型没有实现参数化，导致进气系统声学性能试验设计以及近似模型与优化等都不能有效进行，这对进气系统开发周期产生了严重影响，所以需要进一步对仿真模型进行探索和研究，实现发动机优化仿真，对发动机进气系统声学性能进行改善，保证其能够更好地达到车内外噪声标准。

1 发动机进气道声学理论发动机进气系统主要由管道与消声元件组成，在对进气系统的声学性能进行设计中，需要对频率范围进行考虑，如果声波波长要远远大于管道直径以及消声元件整体尺寸，则认为声波在该进气系统内是一种平面波形式进行传播的。

因此，一般使用管道声学对进气系统声波传播特性进行分析，而管道声学是一种研究声波于管道内进行一维声学的传播[1]。

2 发动机进气噪音的产生机理发动机的进排气门在使用中会产生周期性的开闭，导致进气管道内空气压力和密度产生相应起伏变化，从而发出空气动力噪音，即进气噪音。

结构与可靠性收稿日期:2009211230;修回日期:2010204216作者简介:殷玉恩(1982~),男,工程师,主要研究方向为内燃机工作过程数值模拟,E -m ai:lyi nyu en @1631co m 。

基于CFD 的柴油机排气道仿真与优化设计殷玉恩,康彦红,刘 胜,田永海(中国北方发动机研究所,山西大同037036)摘 要:建立了某柴油机排气道流体域三维模型并进行稳态CFD 计算,发现排气道流通性较差;在对排气道内部流场进行分析的基础上,指出了排气道结构上的不足之处,并针对性地进行了改进设计。

改进后排气道的仿真结果显示:排气道性能获得了较大提升。

关键词:柴油机;排气道;CFD ;优化设计中图分类号:TK42314+4 文献标识码:A 文章编号:1001-4357(2010)05-0031-03Sim u l a tion and O p tim iza ti on D esign of the D iesel Engi n e p s ExhaustPor t B ased on C FDY i n Yuen,K ang Y anhong ,L i u Sh e n g ,T ian Y ongha i (China North Engi n e Research Institute ,Shanxi D atong 037036)Abs tr a c :t The interna l fl u id do m ain 3D mode l of the exhaust port of a d i e sel engi n e was established and the steady-state CFD ca lculati o n was carried on .The resu lts sho w that the fl o w i n g perf or m ance of theexhaust port is bad .Then the deficiency is pointed out and the exhaust port is opti m ized aga i n st the defi 2ciency .The si m u lation resu lts sho w that the perf or m ance of the opti m ized exhaust port has been greatly i n creased .Ke yw ords :d iese;l exhaust por;t CFD ;opti m iz ati o n desi g n1 概 述进排气系统对发动机的充气效率和换气损失有重要影响,进而影响发动机的动力性和经济性。

机车柴油机进气道的仿真计算及结构优化韩运动;陈大伟;王万静【摘要】By integrating numerical simulation and steady flow testing of the intake port, e. g. , a solid modeling of the intake port with 3 - D modeling software （UG） and the boundary conditions for simulation generated by steady flow test data, the flow fields under different valve lifts are obtained with the help of AVL - FIRE software which implements numerical simulation of 3 -D flow fields in the intake port by utilizing proper turbulence models and computing methods. The calculation of the performance evaluation parameters （flow coefficient and turbulence ratio）of the intake port coincides well with the test results of steady flow, which verifies the feasibility of assessing intake port with numerical simulation. With the aid of flow field analysis, improper positions in the intake port are pinpointed and improvement approaches to the port are proposed, following a numerical simulation once again. Calculation indicates that the inlet flow of the modified intake port structure is greatly increased and the inlet flow condition is consequently improved, which will surely contribute to the performance enhancement of 16V240ZJB diesel engine.%为了改进16V240ZJB型柴油机性能，借助模拟计算与气道稳流试验相结合的方法，首先利用三维造型软件UG对气道进行实体建模，然后利用气道稳流试验数据为模拟计算提供边界条件，以AVL—FIRE软件为平台，采用合适的湍流模型和计算方法对气道内的三维流场进行数值模拟，得到了不同气门升程下详细的流场信息。

汽车进气岐管-CAESES仿真优化经验分享进气岐管是汽车进气管之后到气缸盖进气道之间的进气管路，对于气道燃油喷射式发动机或者柴油机来说，它的功能是将洁净的空气持续分配给各缸进气道。

在脉冲式吸气过程中，为了各个气缸燃烧状况相同，要求每个气缸的进气状况尽可能保持一致（图1所示）。

图1 进气岐管-来自网络因此，在进气岐管设计时除了减少流动损失之外，还要求各缸进气口流速和压力均匀。

在仿真设计过程中，因进气岐管造型复杂，通过单一参数的调节往往无法得到理想方案，且耗时耗力。

本文采用CAESES软件对进气岐管进行全参数化建模，链接商业仿真软件（如Star-CCM+）对多个关键参数进行同时优化，通过自动化仿真计算快速高效地得到了优化方案。

本次分享的输入条件为进气歧管，对已有参考模型进行参数优化建模仿真。

整个仿真优化过程依托于CAESES仿真优化软件进行，主要分为CAESES参数化建模、CFD仿真及脚本录制、软件链接仿真优化三个部分。

希望本人的优化尝试能让大家对CAESES这款软件更为了解，同时也能为进气岐管或是类似模型的仿真优化提供思路。

一、CAESES参数化建模本方案的进气歧管连接有4个气缸，进气管与4个出气口之间通过一个腔室进行串联，同时实现气流分配。

整个CAESES参数化建模过程主要为8个步骤（如图2所示），参考已有模型尺寸及位置，分别创建入口段、中间腔体和4个出口段；接着创建入口和出口分别与中间腔体之间的连接段；然后对中间腔体和其他连接曲面进行分割及闭合处理，并得到完整进气岐管模型。

图2 进气歧管参数化建模过程模型变形，除了全参数化建模，还可以针对已有模型通过“Free Form Deformation”自由变形、直接参数控制、间接关联控制等多种方法对现有模型进行外形变化（如图3所示），通过对关键位置的变形控制获取不同方案的CFD 结果，从而达到优化的目的。

（a）Free FormDeformation （b）直接参数控制（c）间接关联控制图3 参数变化演示二、软件链接仿真优化网格生成及CFD计算采用现在较为流行的商业仿真软件Star-CCM+，参数化建模生成“stl”数模，仿真计算流程生成“java”脚本文件，整个仿真优化流程如图4所示。

汽油机进气道造型仿真浅析1. 引言1.1 背景介绍汽油机是一种常见的内燃机，其工作原理是通过混合空气和燃油进行燃烧，从而驱动汽车运行。

而汽油机进气道作为汽油机中至关重要的一部分，对于发动机性能和燃烧效率起着至关重要的作用。

在汽油机工作过程中，进气道的设计对于空气和燃油混合的均匀性和流动性起着决定性作用。

一个优秀的进气道设计可以提高燃烧效率，降低油耗和排放。

对于汽油机进气道的形状和结构进行仿真研究，具有重要的理论和实践意义。

本文将通过对汽油机进气道造型的仿真浅析，探讨进气道设计的原理、仿真方法和工具、影响因素分析等方面，从而为进一步优化汽油机性能提供参考。

通过仿真技术，我们可以更加直观地了解进气道内流场的分布情况，发现设计中的问题并提出改进建议，从而提高汽油机的工作效率和性能。

1.2 研究意义汽油机进气道在汽车发动机中扮演着至关重要的角色，直接影响到气缸内的燃烧效率和动力输出。

优化进气道的设计对于提高发动机的性能具有重要意义。

通过仿真分析进气道的设计方案，可以在不断试验的过程中节约时间和成本，并且能够更好地理解进气道内部流动的特性。

研究汽油机进气道的设计与仿真，不仅可以帮助工程师更好地理解进气道内气流的特性，从而提高汽车发动机的性能和燃油效率；还可以为减少尾气排放、降低噪音和提高驾驶舒适度提供重要参考。

随着电动汽车的兴起，研究汽油机进气道的设计也可以帮助设计更加高效的混合动力系统，以满足不同汽车市场的需求。

对汽油机进气道的造型进行仿真分析具有重要的研究意义，可以为汽车发动机的性能提升和环保减排提供技术支持。

1.3 研究目的研究目的是通过对汽油机进气道造型的仿真分析，探讨不同设计参数对进气道流动特性的影响，为优化进气道结构提供理论依据。

具体目的包括：第一，通过仿真分析，识别进气道设计中存在的问题和不足，指导进一步的结构优化和改进；第二，研究不同设计参数对流动阻力、压降和均匀性的影响规律，为提高进气道性能提供参考依据；比较仿真结果与实验数据的差异，验证仿真方法的准确性和可靠性，为进一步应用仿真技术优化进气道设计提供支持。

某SUV车型发动机舱CFD仿真计算与优化随着汽车技术的不断发展，CFD仿真计算成为汽车研发过程中不可或缺的一部分。

在这篇文章中，我们将介绍某款SUV 车型发动机舱CFD仿真计算与优化的案例。

首先，我们通过计算流体力学(CFD)分析车辆的空气动力学性能。

通过分析车辆外形和风道结构，我们可以制作车辆的CFD模型，并将该模型导入CFD程序进行计算。

在计算过程中，我们的目标是获得车辆的风阻力系数和空气动力学性能参数，如风力矩和升力。

当我们获得了汽车的CFD计算结果后，我们可以根据这些结果来对发动机舱进行改进。

例如，我们可以考虑对发动机散热器的位置和结构进行优化，以提高其冷却效果。

我们也可以对空气进气管和排气管进行优化，以提高进气和排气效率，从而提高发动机的性能和燃油效率。

在优化发动机舱的过程中，我们还需要考虑到发动机和车辆的整体设计和布局。

例如，我们需要确保优化后的发动机舱既能够满足发动机的冷却需求，又能够与车辆的空气动力学设计相协调。

此外，我们还需要考虑优化后的发动机舱是否能够实现生产和制造的可行性。

最终，通过CFD仿真计算和优化，我们可以在不进行实际物理测试的情况下快速改进车辆的设计和性能。

这不仅可以节省时间和成本，还可以提高车辆的竞争力并满足客户的需求。

因此，CFD仿真计算和优化已经成为汽车研发过程中不可或缺的一部分。

除了优化发动机舱，CFD仿真计算还可以应用于车辆的气动外形设计、制动系统优化、车内气流分析等方面。

例如，在车辆的气动外形设计中，我们可以使用CFD仿真计算来预测车辆在不同速度下的风阻力系数和升力，从而优化车辆外形设计，提高车辆的空气动力学性能。

在制动系统优化方面，我们可以使用CFD仿真计算来模拟刹车鼓或刹车盘在制动时产生的高温、气流和热应力等因素，以评估制动系统的性能和耐久性，并优化制动系统的设计。

此外，在车内气流分析方面，我们可以使用CFD仿真计算来模拟车辆内部的气流分布和循环，从而优化车内气流设计，提高车辆内部的舒适性和空气质量。