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发动机进气道的优化仿真【摘要】通过对进气道内气体流动的三维数值模拟计算，可获得流量系数，气道内压力、流速等参数的空间分布，并建立气道形状、安装位置与气体流动特性（包括流量系数等）的关系，为汽车发动机进、排气道的设计与改进提供依据。
【关键词】进气道；模型；仿真1.引言进气道气流流动状态最终直接影响发动机经济性、排放性以及动力性。
因此，发动机进气道的理论研究和实际工程的设计成为发动机研究者的重要课题之一。
传统的进气道设计流程是经验设计加稳流试验台上的反复试验。
在设计开发中存在着较大的盲目性与局限性，不仅设计开发期长，耗费大，而且较难得到理想的方案。
通过对进气道内气体流动的三维数值模拟计算，可获得流量系数，气道内压力、流速等参数的空间分布，并建立气道形状、安装位置与气体流动特性（包括流量数等）的关系，为汽车发动机进、排气道的设计与改进提供依据。
2.工作流程工作流程如图1所示。
基本控制方程通常包括质量守恒方程、能量守恒方程、动量守恒方程，以及这些方程相应的定解条件。
确定离散化方法。
即确定高精度、高效率的离散化方法，具体的说就是确定针对控制方程的离散化法，如有限差分法、有限元法、有限体积法等。
这里的离散方法不仅包括微分方程的离散方法及求解方法，还包括贴体坐标的建立、边界条件的处理等。
图1 工作流程图3.模型的建立气缸直径取68mm，气缸的长度为170mm。
在进气道进口处增加一个稳压箱，作用时使进气道入口处的气流流动状态稳定，这样便在计算入口边界条件中施加了一个稳定的压力条件。
发动机进气道如图2所示，气缸简化为圆柱体，气缸盖如图3所示，进气道-气门-气缸如图4所示，最终计算用模型如图5所示。
本文采用六面体和四面体的混合网格，在稳压箱及气缸内采用六面体网格，在进气道、气门、气缸盖处采用非结构化网格。
这样既节省了运算时间，又解决了进气道处外形结构复杂区的网格划分。
将入口、出口、气缸壁面等分别创建PART，以增加边界条件；将进气道-气门-气缸盖所在空间创建BODY命名为LIVE1并保证该点在各个棉所围成的空间内，如图6所示。
基于WAVE模型的某车用汽油机进气系统优化设计汽油机的进气系统是其能效和排放的关键之一。
优化进气系统设计可以提高内燃机性能和燃油经济性。
本文将采用WAVE模型来进行某车用汽油机进气系统的优化设计。
1. WAVE模型简介WAVE模型（Wave Action in the Vehicular Environment）是一种模拟汽车内部流动的计算模型。
它考虑了气体流动的各种因素，包括压力波、惯性波、熵波等。
该模型模拟汽车内部流动的过程非常精确，可以用于设计各种汽车部件。
2.现状分析某车用汽油机的进气系统由进气管、空气滤清器、节气门组成，进气流程受到中空气室、气门和活塞等参数的影响。
该汽油机进气系统存在以下问题：（1）进气管长度不足，进口处存在阻力，影响进气量。
（2）空气滤清器设计不合理，阻力大。
（3）节气门开度过大或过小，影响进气流量。
（4）气门大小和活塞面积不匹配，导致气门开度不够，影响进气效率。
（5）进气死区存在过大，新鲜空气无法快速充斥缸内。
3. 优化设计（1）加长进气管长度，适当开口角度。
通过WAVE模型仿真，探究不同长度、开口角度对进气量的影响。
选择合适的进气管设计，并考虑加入可拆卸式某种材质的进气喉，使其方便拆卸和清洁。
（2）优化空气滤清器。
加大空气滤清器的面积，采用更为优质的滤芯材料，以减小阻力，提高进气量; 另外也提高车内的氛围，避免因为尘埃等杂质影响驾驶人员的健康。
（3）通过WAVE模型仿真，确定最佳节气门开度。
合理安排节气门开度（不同转速下）和曲线的匹配，控制空燃比，提高燃油燃烧效率。
（4）增大气门直径和会腔直径，使其与作用面积更加匹配。
在确保燃油经济性的条件下，提高进气效率。
此外，还应采用排气管和进气死区的协同设计，消除死区和反复冲击现象，达到更好的进气效果。
4. 结论本文采用WAVE模型对某车用汽油机进气系统进行优化设计，得出了以下结论：（1）进气管长度和开口角度对进气系统性能有显著影响，可以通过进气喉的更换或不同角度的设计来加以改善。
进气系统改装的实例分析和评测随着车友们对驾驶体验的不断追求和提高，汽车改装行业也越来越繁荣。
在众多的改装项目中，进气系统改装是最常见的一种。
通过改变引入空气的方式，改善发动机的燃烧效率，提高轮机输出功率，进而提高整车性能。
今天本文将以一款普通的1.5L飞思轮作为例子，分享我们进行进气系统改装的全过程，并通过数据对比，对进气系统改装前后的性能提升进行分析和评测。
一、改装前的数据检测在进入改装前的数据检测之前，我必须先给大家讲一下什么是汽车发动机的吸气和排气。
汽车发动机是通过它的进气系统吸入空气，经过混合气通道进入燃烧室中，参与燃烧反应，而后形成动力输出。
在发动机运作过程中，大量的废气需要及时排出，以维持正常的运作状态。
我们选用的这辆飞思轮车是国内口碑比较好的经济型轿车，配置了1.5L自然吸气发动机，最大输出功率达到了104马力。
通过检测，我们得出了以下数据：空气流量：238kg/h；进气温度：31.9度；大气压力：97.2kPa；雷诺数：51309。
从以上数据可以看出，该车的进气系统已经满足标准配置下的使用需求，并没有留下太大的提升余地。
二、改装的过程进气系统改装可以采用多种方案，比如更换增压器，安装空气滤清器，改变进气歧管等等。
这次我们选择了更换空气滤清器和进气歧管的改装方案。
首先，我们选用了KN高流量空气滤清器，该滤清器能够显著提高空气流量，并能有效滤除杂质、保护引擎。
同时，该滤清器还能够重复清洗，使用寿命更长。
接着，我们更换了进气歧管。
这款进气歧管拥有流畅的内部设计，可以有效的增加空气进入到燃烧室的流量和速度。
同时，该款进气歧管还具有轻质、高强度的特性，可以减少车重，提高车辆的灵活性和速度。
值得一提的是，在更换了上述两款进气系统件之后，我们还对车辆进行了ECU调校，统一过程，提高系统匹配度，以确保最佳的改装效果。
三、改装后的数据检测经过改装后，我们再次对车辆进行了数据检测，得到以下结果：空气流量：256kg/h；进气温度：30.4度；大气压力：98.2kPa；雷诺数：61571。
基于模态的发动机进气歧管结构布置与优化设计蔡兴玲【摘要】某发动机为了满足更高的节油要求和排放要求,进气歧管材料由铝制改为复合塑料材质,并增加了EGR进气方式,歧管结构更改幅度较大,共提出3种设计优化方案(A、B和C方案).发动机在高转速运行时,极易引起进气歧管共振,有导致歧管断裂的危险.为此,应用模态分析理论,对3种新结构塑料进气歧管方案的模态固有频率及歧管支架布置方案进行分析和比较.分析结果表明,只有方案C进气歧管+辅助支撑,其1阶模态固有频率为201 Hz,达到设计目标177 Hz要求.【期刊名称】《柴油机设计与制造》【年(卷),期】2018(024)004【总页数】5页(P15-19)【关键词】进气管;轻量化;模态分析;固有频率【作者】蔡兴玲【作者单位】安徽全柴动力股份有限公司,安徽2395000【正文语种】中文0 引言发动机进气歧管是发动机供给系统中的重要部件，直接影响到发动机的性能。
进气歧管的主要功能是将尽可能多的可燃混合气或新鲜空气均匀分配到各气缸，故对进气歧管的要求是：进气阻力小、充气量大。
与传统的铝制进气歧管相比，复合塑料（以下称为塑料）进气歧管具有一定的优越性：塑料进气歧管内表面光滑，可进一步减少进气阻力，提高充气性能；更重要的是，塑料进气歧管质量轻，成形工艺简单、生产效率高。
随着汽车轻量化技术的发展，塑料进气歧管将逐渐替代铝制进气歧管。
某发动机为了满足更高的节油要求和排放要求，进气歧管材料由铝制改为塑料材质，并增加了EGR进气方式。
一般情况下，进气歧管结构相同时，其模态频率的平方与材料的弹性模量E成正比、与材料的密度ρ成反比，即f∝铝制材料弹性模量E通常为70 GPa，相对密度2.7；本案塑料歧管材质为PA6+30%玻纤，弹性模量E约为8 GPa，相对密度1.37；因此，塑料进气歧管模态频率较铝制的低一些。
从发动机振动角度而言，将铝制进气歧管改成塑料进气歧管，必须对原结构进行更改设计，以满足发动机可靠性要求；另外，为了提高塑料进气歧管的模态频率，通常情况下都需要在歧管适当的位置添加辅助支撑。
该文笔者利用仿真试验进一步了解了结构参数优化设计，通过进气支管长度、直径变量设计，来达到优化柴油发动机排放特性、经济性和动力性的目的。
下面我们就从进气支管空气均匀分配的角度对各缸进气道进行研究，了解进气支管特点，优化柴油发动机性能。
1 进气支管作用进气支管是保证各缸进气道空气含量的关键，支管长度、直径决定了气缸的进气阻力和空气量，是燃料在发动机气缸燃烧情况的主要影响因素。
因此，我们必须要优化进气支管设计，不断提升柴油发动机性能。
通过先进的软件模拟系统建立了极为相似的仿真模型，并以柴油发动机仿真参数为基础进行了仿真模型数据分析，并将这一分析结果作为柴油发动机的改进方向和基本理论依据。
2 建立发动机仿真平台发动机模拟软件BO O S T是以整台发动机为模型建立的发动机模拟运行程序。
下面我们就利用该软件进行发动机仿真模拟试验，建立BO O S T发动机仿真模型为基础的仿真模型，以四缸涡轮增压柴油发动机为例，并将该发动机主要技术参数列示如表1所示。
3 进气支管长度可能对发动机性能影响进气支管调节首先要将进气支管直径固定为40 m m开始，根据试验分析了解进气支管长度对发动机性能产生的影响。
下面我们就针对全负荷发动机工作运行进行分析，选择1 000、1 600、2 000、2 400、2 800、3 200、3 600 r/m i n 几个固定转速，进行发动机性能测试。
根据仿真试验了解到3 200 r/m in时的发动机功率能够达到最大。
3.1 进气支管长度对充量系数影响经过仿真试验了解到，当2 400 r/m i n 时，发动机充量系数达到最低；而发动机转数低于2 400 r/m in进气支管长300 m m 时，其充量系数达到最大。
在转速维持不变的情况下，支管长度并不会对充量系数影响不大。
3.2 进气支管长度对动力性能影响通过仿真试验结果可知：发动机转速低于2 400 r/m i n 时，支管长度600 m m 功率最大。
直列六缸发动机进气歧管CFD分析及优化秦岭;苏小平【摘要】直列六缸发动机广泛使用于前置后驱的汽车中,具有顺畅的动力输出性能,且平衡性突出.进气歧管的气道结构对发动机各缸进气量和整体的进气均匀性有着重要的影响,直接影响发动机在不同工况下的工作性能.利用GT-POWER软件和STAR-CCM+软件对某直列六缸汽油发动机进气歧管的内流场进行了数值模拟,并对该进气歧管的进气不均匀性及压力损失进行了分析,通过CFD仿真计算展现进气歧管气道内部流场分布,得到了在某一工况下各个气道歧管的流速图和压力图,得出其结构上的不足,并对气道结构进行优化,从而降低进气压力损失并且保证了各缸进气均匀性.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】4页(P211-214)【关键词】直列六缸;进气歧管;CFD;结构优化【作者】秦岭;苏小平【作者单位】南京工业大学机械学院,江苏南京211816;南京工业大学机械学院,江苏南京211816【正文语种】中文【中图分类】TH16;TH122摘.：直列六缸发动机广泛使用于前置后驱的汽车中，具有顺畅的动力输出性能，且平衡性突出。
进气歧管的气道结构对发动机各缸进气量和整体的进气均匀性有着重要的影响，直接影响发动机在不同工况下的工作性能。
利用GTPOWER软件和STAR-CCM+软件对某直列六缸汽油发动机进气歧管的内流场进行了数值模拟，并对该进气歧管的进气不均匀性及压力损失进行了分析，通过CFD仿真计算展现进气歧管气道内部流场分布，得到了在某一工况下各个气道歧管的流速图和压力图，得出其结构上的不足，并对气道结构进行优化，从而降低进气压力损失并且保证了各缸进气均匀性。
多缸发动机进气歧管内的气体流动是非常复杂的三维非等嫡不稳定流动[1]，各歧管之间的影响干扰对多缸发动机的性能影响很大，所以进气系统的结构是否合理对于发动机各缸燃烧的质量以及发动机的各项性能具有重要影响[2]。
