【正文】 諧振強度都有直接影響。從進氣支管管徑D=30mm60mm，標定工況下的容積效率隨進氣管長的變化趨勢基本是一致的，隨著管長的增加容積效率也是增加的，且管徑越大，相同管長下的容積效率越大。進氣總管直徑對容積效率的影響進氣總管的管徑影響著發(fā)動機的總進氣量，決定著發(fā)動機的進氣能力。在擴張管道內(nèi)，由于管道橫截面面積增大，氣體流動速度減小，流動壓力有所增加，加大了進氣管內(nèi)與氣門處之間的壓差，從而提高了空氣的進氣量，改善了換氣質(zhì)量。3．漸縮管道流動在漸縮管道內(nèi)，由于管道橫截面面積減小，充量流速增大，流速分布曲線形狀變得比較均勻。可見，模型A、B和C的容積效率與原機差不多。綜合考慮，四缸機采用分組進氣雖然進氣均勻性是最好的，但不利于進氣管路設計的緊湊性，在結構布置上帶來了困難。2．3．2進氣歧管出口流量及均勻性比較分析各缸進氣的不均勻性直接影響著各缸空氣與燃油的混合，從而影響燃燒過程的組織，使各缸的燃燒過程產(chǎn)生差異。2．3進氣管路布置形式對進氣流動特性的影響柴油機進氣系統(tǒng)的結構形式在一定程度上決定了氣體的進氣流動狀態(tài)，從而影響著柴油機混合氣的形成質(zhì)量及燃燒品質(zhì)。這種進氣管內(nèi)的氣體壓力波動，直接作用于進氣過程，對柴油機性能具有重要影響。第二章 進氣管截面形狀對容積效率的影響2．1概述增壓柴油機進氣流動特性研究及管路優(yōu)化目前發(fā)動機工作過程及性能模擬程序常采用的是數(shù)學優(yōu)化方法，它具有較高的精度，很強的實用價值。以上分析也驗證了在增壓比小于2．5時，采用脈沖系統(tǒng)對于捧氣能量的利用是比較有利的。所以，具有較大的廢氣能量利用能力。如果氣缸數(shù)不是3的倍數(shù)，就會出現(xiàn)一個氣缸用一根排氣支管或兩個氣缸用一根排氣支管的情況，這樣渦輪與該排氣支管相連的一段就會在發(fā)動機一個循環(huán)的某些時間段得不到排氣能量，影響增壓系統(tǒng)的效率。1．1．2排氣系統(tǒng)主要由排氣歧管、捧氣總管以及渦輪出口到外界環(huán)境之間的排氣管。1)建立增壓柴油機進氣系統(tǒng)氣體動力學仿真模型；2)完成進氣系統(tǒng)結構對進氣系統(tǒng)氣體動力學性能的影響分析；3)提供增壓器、中冷器以及進氣管的優(yōu)化匹配方案；第一章 增壓中冷柴油機的物理模型1．1氣缸主要由氣缸蓋、氣缸套、活塞頂?shù)缺诿鏄嫵傻目諉枴１菊n題的研究對象是某型四缸柴油機。上海交通大學是國內(nèi)較早開展進排氣系統(tǒng)流動特性的研究的高校，在80年代建立了廣義的一維非定常流動計算模型，模型除了考慮了管截面的變化、管壁摩擦、傳熱及非等以外還考慮了三通邊界部分的流動計算，經(jīng)試驗驗證計算得到的管內(nèi)壓力波形與實測相近。M．A．Ceviz做過進氣系統(tǒng)穩(wěn)壓腔容積對發(fā)動機性能、循環(huán)變動以及排放規(guī)律的影響研究。然而，由于柴油機尤其是增壓柴油機的進氣系統(tǒng)是一個復雜的非穩(wěn)態(tài)的流體動態(tài)過程，流體的狀態(tài)參數(shù)和流速不僅是位移的函數(shù)，而且是時間的函數(shù)，牽扯到流體力學、空氣動力學及熱力學等方面的知識，到目前為止還無法精確計算出來。3．1．2進氣穩(wěn)壓腔容積對容積效率的影響 12167。2．2柴油機進氣管流動特性仿真研究 7167。1．1．1進氣系統(tǒng) 4167。進氣管參數(shù)主要包括進氣總管管長和管徑、穩(wěn)壓腔容積和進氣歧管的管長、管徑。高 等 教 育 自 學 考 試畢業(yè)設計（論文）說明書汽車檢測與維修（獨立本科段）市 地： 鄭 州 準考證號： 010410101596 姓 名： 董金龍 指導教師： 董明川 增壓柴油機進氣系統(tǒng)應用分析摘 要柴油機進氣系統(tǒng)的結構和流動性能的優(yōu)劣將直接影響柴油機的動力性、經(jīng)濟性和排放特性。通過分析不同進氣管參數(shù)對管內(nèi)壓力波動、充氣效率的影響，總結出規(guī)律，并找出主要影響因素。1．1．2排氣系統(tǒng) 3167。2．3進氣管路布置形式對進氣流動特性的影響 7167。3．2進氣管主要結構參數(shù)的優(yōu)化設計 12167。為此，應用工作過程仿真軟件，建立柴油機迸氣系統(tǒng)的一維仿真模型，利用該模型不僅可以進行不同形狀進氣管多種流型的流動阻力(或壓力損失)的模擬研究，還可以對進氣系統(tǒng)的非穩(wěn)態(tài)工況計算提供邊界條件，并通過了解系統(tǒng)內(nèi)氣體流動的細致情況，探索進氣系統(tǒng)各組成部件主要參數(shù)對流動狀態(tài)的影響規(guī)律，從而對進氣系統(tǒng)流動特性進行預測，在理論上提出改進方向，進行優(yōu)化組合，以提高充量、獲取適當?shù)谋艢鉁u流。結果顯示：進氣穩(wěn)壓腔容積對發(fā)動機性能和排放影響顯著，在1700r／min～2600r／min范圍內(nèi)，增加進氣穩(wěn)壓腔容積可以增大發(fā)動機的扭矩，但同時也增加了發(fā)動機的循環(huán)變動掣羽。另外他們還以上海大眾某三缸機為對象，研究了長支管型進氣系統(tǒng)和短支管型進氣系統(tǒng)的充氣特性，研究發(fā)現(xiàn)長支管型進氣系統(tǒng)更適合本發(fā)動機，進而以進氣諧振效應和波動效應作為理論基礎，研究了進氣系統(tǒng)結構和結構參數(shù)對發(fā)動機換氣性能的影響。該系列柴油機是當今世界上先進的水冷柴油機，功率范圍190．560kW，排放可達歐洲ⅡI標準。新鮮充量經(jīng)過進氣系統(tǒng)流入氣缸，廢氣由氣缸流入排氣系統(tǒng)。排氣管的計算有兩種方法即容積法和特征線法。脈沖系統(tǒng)的渦輪是多進口的，渦輪增壓器的效率低，而且捧氣管系的結構復雜，布置體積大，制造成本較高。至于渦輪的效率，雖然脈沖氣流對渦輪性能是有害的，但實際上只要在葉柵設計方面采用一定措施(如選用適當?shù)姆磩佣?，那么渦輪效率仍能達到與恒壓系統(tǒng)中幾乎相等的水平，而且噴嘴環(huán)面積(即渦輪尺寸)在這兩種系統(tǒng)中幾乎相等，主要的問題是要使壓力波不影響氣缸的掃氣，而且若使波谷正好在氣門疊開時期，反而有促進作用。這是因為當增壓比提高時，恒壓系統(tǒng)排氣管內(nèi)的壓力也相應提高，增壓器、中冷器與柴油機的匹配研究排氣損失有所下降，且脈沖能量在排氣能量中所占的比重也隨著增壓比增加而減小，所以兩種系統(tǒng)對排氣能量的利用效果將隨增壓比的提高而逐漸接近。數(shù)學優(yōu)化方法通常包括兩部分內(nèi)容：一是優(yōu)化任務分析，將優(yōu)化任務轉(zhuǎn)化成一個最優(yōu)化問題，建立數(shù)學模型；二是選用恰當?shù)淖顑?yōu)化方法，求解數(shù)學模型，尋求最優(yōu)解。分別為進氣歧管和進氣總管的壓力波動情況。借助進氣過程中的氣流運動，是提高空氣利用率、改善燃燒的有效途徑。因此，各缸進氣的不均勻性是內(nèi)燃機工作者十分關心的課題。而改進后的進氣流動模型A進氣均勻性也得到了很大的提高，和模型B和C差不多，且平均質(zhì)量流量是最大的，所以模型A更適合于該增壓柴油機。相比而言模型A的容積效率略高。但大截面管道的進口最大氣流速度比小截面管道出口最大流速要在了解氣體在不同形式進氣管內(nèi)的流動特性后，研究圓形截面管、漸縮管和擴張管對氣體流動特性的影響，通過容積效率來衡量進氣性能的好壞。對通過優(yōu)化前的柴油機模型進行進氣管路流動特性仿真研究，之后通過對進氣系統(tǒng)結構形式1．優(yōu)選出最佳的進氣歧管流動模型，即由中間向歧管迸氣，空氣通過迸氣總管后分兩路，分別進入2歧管和4歧管。為其他進氣結構參數(shù)不變，在不同的進氣總管管長下，只改變進氣總管的直徑時對容積效率的影響規(guī)律。選擇合適的歧管長度來增加充量的實質(zhì)就是利用其慣性效應來提高容積效率。 進氣穩(wěn)壓腔容積對容積效率的影響。是以進氣支管管徑和管長為設計變量進行的二變量尋優(yōu)的優(yōu)化結果。顯示經(jīng)過360步迭代，計算收斂。優(yōu)化后的兩個工況下的進氣管路結構參數(shù)存在著差別，由于該柴油機沒有采用可變進氣系統(tǒng)，在實際選取參數(shù)的時候可以折中考慮。第四章、全文總結本文主要以國內(nèi)某型增壓柴油機進氣系統(tǒng)為研究對象，通過對進氣系統(tǒng)結構形式進行調(diào)整和結構參數(shù)進行優(yōu)化研究。之后通過對增壓器和柴油機的匹配研究，給出了不同轉(zhuǎn)速全負荷狀態(tài)下的聯(lián)合運行線和額定功率轉(zhuǎn)速時不同負荷下的聯(lián)合運行線，同時研究了在這兩種狀態(tài)下柴油機的各項性能參數(shù)的變化規(guī)律。在論文寫作過程中，得到了許多教師和同學的指導和幫助，薛川老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、淵博的專業(yè)知識、崇高的職業(yè)品德、無私的奉獻精神令我很感動，我從老師身上學到了做學問的態(tài)度、方法與知識，但更重要的是學到了做人的道理與做任何事情都應有的認真、嚴謹?shù)膽B(tài)度。、結構布置以及與相關系統(tǒng)的合理匹配方面進行綜合分析，運用GTPOWER仿真軟件全面建立增壓柴油機進氣系統(tǒng)氣體動力學仿真模型。3．2．3小結首先對優(yōu)化前的柴油機模型進行進氣管路流動特性仿真研究，之后通過對進氣系統(tǒng)結構形式，結構參數(shù)優(yōu)化模擬得到：，即由中間向歧管迸氣，空氣通過迸氣總管后分兩路，分別進入2歧管和4歧管。容