基于CFD和试验的商用车高位引气管预滤性能的分析与优化

摘要

为延长恶劣工况下某商用车进气系统空气滤清器滤芯的使用寿命,避免频繁更换滤芯,提出了增加旋流扇的高位引气管方案,并通过优化旋流扇夹角来提高进气系统预滤灰尘和液雾的效率,达到降低成本的目的.首先,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,对进气过程中高位引气管的内部流场进行数值模拟,分析了3款高位引气管的速度流线图和速度梯度云图,得到了高位引气管预滤灰尘和液雾的机理,并基于高位引气管速度流场的变化规律,提出了旋流扇夹角优化方向;其次,利用台架试验对优化后的高位引气管进行灰尘和液雾的预滤试验,并计算出灰尘和液雾的预滤效率;最后,对比不同高位引气管预滤灰尘和液雾的效率,根据两预滤效率的变化趋势,选择旋流扇最优夹角为75°.仿真和试验结果表明:旋流扇夹角对进气系统工作过程中高位引气管的流场及预滤效率有重要影响,优化旋流扇夹角有助于提高进气系统的预滤性能,从而减少进入空气滤清器的灰尘和液雾,达到延长空气滤清器滤芯寿命的目的.