柴油机螺旋进气道结构参数对气道性能的影响及其优化设计

摘要

在内燃机中，进排气系统、燃料供给系统和燃烧室形状三者的相互配合是决定燃烧过程优劣的关键。本文以内燃机进排气系统中的螺旋进气道为主要研究对象，重点研究了螺旋进气道主要结构参数对气道性能的影响，并应用均匀设计方法对螺旋进气道结构参数进行优化设计，具体内容如下： 在阅读大量相关文献的基础上，综述国内外内燃机进气道及缸内空气流动计算和实验研究的情况，确定了开展螺旋进气道主要结构参数对气道性能影响的研究，并对螺旋进气道主要结构参数进行优化设计。 应用UG软件设计和改进螺旋进气道主要结构参数，应用FIRE软件进行了不同结构参数的螺旋进气道模型在不同气门升程下的气道——气门——气缸的三维数值模拟，得到了气道——气门——气缸内空气流动的迹线图及速度分布图，计算出各个升程下的流通系数和涡流比，并应用自己编写的程序计算平均流通系数和平均涡流比。评价不同结构参数对气道性能的影响，提出了满足优化条件的不同结构参数的取值范围。 采用均匀设计法设计螺旋进气道试验，用较少的试验准确分析出螺旋进气道主要结构参数及其交互作用对气道性能的影响，提出了螺旋进气道优化设计的新方法。新方法相对于以往的单因素多水平试验方案，大大减少了计算的工作量。