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发表于 2012-7-19 13:52:24
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DA5发动机塑料进气歧管设计研究王勇
【摘要】：近年来在对发动机的高效率化、降低油耗、提高性能和降低尾气排放的要求越来越高的情况下,传统的发动机设计理念正在不断的更新。作为对发动机性能、油耗等方面影响巨大的重要环节之一—发动机进气系统,尤其是进气歧管的设计要求也在不断的提高,一些高度集成化、结构形状复杂的工程塑料进气歧管得到了广泛的应用。 塑料进气歧管内壁光滑,可减少空气阻力,更易于按照发动机性能需求设计出复杂结构形状,可以有效提升发动机动力性,改善经济性和排放,同时塑料进气歧管重量轻、材料和制造成本低。发动机进气歧管的塑料化已是全球性的趋势。本文以东安动力DA5发动机开发项目为背景,在1.3-1.5L乘用车发动机基础上进行了塑料进气歧管的设计研究。 首先对进气系统对发动机换气过程的影响进行了深入的研究,重点研究了进排气管道内气体的动态效应,进气系统中气体流动存在能量损失两个方面的内容,提出了进气歧管总体设计思路。 利用AVL公司BOOST一维热动力学模拟分析软件,就影响发动机性能的因素进行了模拟计算,分析了进气歧管结构参数变化对发动机性能的影响,同时分析了与发动机其它结构参数变化带来的交互影响。在兼顾1.3-1.5L DOHC前后驱动发动机上进行了塑料进气歧管总体结构布置方案研究,并对设计方案进行了装配及制造工艺性分析。 利用AVL公司FIRE三维CFD软件进行了塑料进气歧管流场模拟计算,分析了各缸进气一致性情况及进气歧管内部压力损失。利用通用有限元软件对进气歧管结构强度、模态和噪声进行了分析计算,为进气歧管三维结构优化提供理论依据。 利用1.3L塑料进气管样机在发动机试验台架上进行了性能测试,考察了歧管内各缸压力和温度分布及发动机性能和经济性指标。试验结果表明,进气歧管各缸进气均匀性良好,不同工况下、各支管进气压力几乎没有偏差。发动机最大功率、最大扭矩满足开发目标,部分负荷油耗与竞争机型对比表现良好,达到了预定的工程目标。 通过理论计算与试验研究,本课题为DA5发动机整机满足开发工程目标提供了技术支持,同时也为后续研发项目的发动机进气系统设计优化提供了技术储备。
【关键词】：发动机 换气过程 塑料进气歧管 计算流体力学
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TK403
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发表于 2012-7-19 00:48:07
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