【正文】 ，取決于柴油機轉(zhuǎn)速和進氣歧管的長度，而轉(zhuǎn)速固定在一定范圍內(nèi)，所以進氣歧管的長度成為進氣系統(tǒng)中影響容積效率最重要的因素之一。3．1．2進氣穩(wěn)壓腔容積對容積效率的影響只改變進氣穩(wěn)壓腔容積，其他參數(shù)不變，研究它對容積效率九的影響。進氣腔是各入射波和反射波的必經(jīng)之路，是多缸機進氣系統(tǒng)利用諧振增壓時的一個重要組成部分。進氣腔容積與進氣管合理匹配，在諧振轉(zhuǎn)速，能夠使進氣壓力波形成諧振波形，因此，進氣腔容積對壓力波形態(tài)及諧振強度都有直接影響。 進氣穩(wěn)壓腔容積對容積效率的影響。隨著進氣穩(wěn)壓腔容積的增大，容積效率有所提高。這是由于進氣腔容積的增大使得壓力波在進氣歧管和進氣腔交界處的反射加強，進氣門關閉前的壓縮波波峰增大，從而提高容積效率。但是應該注意，進氣腔容積的增大會給發(fā)動機的布置帶來困難，并且會使發(fā)動機的瞬態(tài)響應變差，所以要根據(jù)柴油機自身的結(jié)構(gòu)要求選擇合適的進氣腔容積。3．2進氣管主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設計本節(jié)主要是利用原有的試驗數(shù)據(jù)，以容積效率和功率為日標，對進氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化，更為合理的組織進氣，使增壓柴油機在標定工況和最大扭矩點的進氣性能得到進一步的提高。4增壓柴油機進氣流動特性研究及管路優(yōu)化在研究分析了進氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)對進氣流動特性影響的基礎上，為得到最優(yōu)化的進氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，運用GTPower對其進行優(yōu)化，以提高柴油機的進氣性能。綜合考慮，選擇進氣歧管、進氣總管的長度和直徑這四個變量來對進氣系統(tǒng)進行優(yōu)化，分別在標定工況(n=2100r／min)和最大扭矩工況(n=1300r／min)下尋求最優(yōu)解。3．2．1標定工況下 在對進氣歧管、總管的長度和直徑進行四變量聯(lián)合優(yōu)化之前，先選擇進氣歧管的管徑和長度這兩個變量進行優(yōu)化，來確認優(yōu)化的可行性，縮小優(yōu)化變量的尋優(yōu)范圍，減少變量尋優(yōu)的工作量。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(jié)果。顯示經(jīng)過35步迭代，計算收斂。所得到的優(yōu)化后的進氣歧管的直徑和長度分別為32mm，255mm，容積效率變?yōu)?04．3％，比優(yōu)化前有所提高。優(yōu)化計算的迭代收斂過程b．優(yōu)化計算的結(jié)果進氣支管管徑對容積效率的影響正進氣歧管管長對容積效率的影響。進氣歧管、總管直徑和長度的四變量聯(lián)合尋優(yōu)在優(yōu)化設計中，一般來說，優(yōu)化的變量越多，則優(yōu)化的效果愈好。當然相應的也增加了尋優(yōu)的工作量。在對二變量進行優(yōu)化的基礎上，實現(xiàn)四變量的聯(lián)合尋優(yōu)。是在標定工況下，進氣歧管、進氣總管的直徑和長度的四變量聯(lián)合尋優(yōu)結(jié)果。顯示經(jīng)過360步迭代，計算收斂。，236mm，278mm。容積效率提高到204．8％，比二變量優(yōu)化的結(jié)果略有增加，證明了多變量進行優(yōu)化，效果更好。進氣總管管徑對容積效率的影響1．進氣總管管長對容積效率的影響；；3．進氣歧管管長對容積效率的影響進氣歧管、總管直徑和長度的四變量聯(lián)合尋優(yōu)；4．增壓柴油機進氣流動特性研究及管路優(yōu)化；3．2．2最大扭矩工況下基于標定工況下的優(yōu)化方法，為了方便計算，直接對該工況進行進氣歧管、總管管徑和管長的四變量聯(lián)合尋優(yōu)。為四變量的優(yōu)化結(jié)果，圖中顯示經(jīng)過375步迭代，計算收斂。優(yōu)化后的迸氣歧管的管徑和管長分別為30mm，269mm，進氣總管的管徑和管長分別為77．5mm，200mm。容積效率由優(yōu)化前的208．7％增加到213．9％，該柴油機的進氣量有了明顯的提高。1．優(yōu)化進氣支管過程；2．進氣支管管長對容積效率的影響；；4．迸氣總管管長對容積效率的影響；進氣歧管、總管直徑和長度的四變量聯(lián)合尋優(yōu)，列出了標定工況和最大扭矩工況下優(yōu)化前后的參數(shù)對比，從可以看到經(jīng)過優(yōu)化后，該型柴油機的容積效率均有所提高，進氣系統(tǒng)的換氣質(zhì)量得到了改善。優(yōu)化后的兩個工況下的進氣管路結(jié)構(gòu)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。優(yōu)化前后進氣參數(shù)對比1．標定工況(n=2100r／min)優(yōu)化變量及性能參數(shù)優(yōu)化前優(yōu)化后進氣歧管直徑(mm) 50 32．O；進氣歧管長度(mm) 100 236；進氣總管直徑(mm) 60 92．8；迸氣總管長度(mm) 100 278；容積效率(％) 203．4 204．8；2．最大扭矩工況(n=1300f／rain)優(yōu)化變量及性能參數(shù)優(yōu)化前優(yōu)化后進氣歧管直徑(mm) 50 30；進氣歧管長度(mm) 100 269；進氣總管直徑(mm) 60 77．5；進氣總管長度(mm) 100 200；容積效率(％) 208．7 213．95；優(yōu)化后，各缸進氣均勻性得到明顯改善，進氣總管壓力曲線。3．2．3小結(jié)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(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)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。，其中進氣歧管長度影響最大。，得到一組較好的結(jié)構(gòu)參數(shù)使容積效率進一步提高。進氣均勻性得到明顯改善，各進氣歧管迸氣波動幅度控制在5％左右。，中冷器與柴油機的匹配研究。第四章、全文總結(jié)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(jié)構(gòu)形式進行調(diào)整和結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化研究。主要研究結(jié)果如下所示：，以熱力學和氣體動力學為基礎建立了該增壓柴油機的數(shù)學模型，著重研究了缸內(nèi)燃燒、傳熱，中冷器，增壓器和進排氣系統(tǒng)流動的數(shù)學模型。、結(jié)構(gòu)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。，選出了較優(yōu)的進氣歧管流動模型，該模型使柴油機進氣更為均勻；之后主要分析了進氣管路各段截面形狀(圓形、擴張管、漸縮管等)對容積效率的影響規(guī)律，結(jié)果表明擴張管更有助于提高進氣量。，以發(fā)動機的容積效率為優(yōu)化目標，進行了基于優(yōu)化理論的進氣管主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設計，通過研究分析得到：進氣總管和歧管的直徑、長度以及穩(wěn)壓腔容積對容積效率都有不同程度的影響，其中進氣歧管長度影響最大；通過對進氣管結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化，得到一組較好的結(jié)構(gòu)參數(shù)使容積效率進一步提高。進氣均勻性得到明顯改善，各進氣歧管進氣波動幅度控制在5％左右。(如功率，扭矩、燃油消耗率和渦前排氣溫度等)的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)脈沖增壓系統(tǒng)更適用于該型柴油機。因此，確定脈沖增壓系統(tǒng)作為該柴油機的排氣增壓系統(tǒng)。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。參考文獻［1］ [J]．內(nèi)燃機工程,1989.［2］ 劉敬平．進氣系統(tǒng)設計參數(shù)對多缸發(fā)動機充氣效率——轉(zhuǎn)速特性的影響[J]．內(nèi)燃機學報,1997.［3］ 徐斌、史艷彬．發(fā)動機進氣系統(tǒng)流動模擬與優(yōu)化[J]．內(nèi)燃機工程,2005.［4］ 張悠浩、何學良等．空氣濾清器對脈沖增壓及空氣效率的影響[J]．內(nèi)燃機學報,1987.［5］ 朱大鑫．渦輪增壓與渦輪增壓器[M]．北京：機械工業(yè)出版社,1992.［6］ 蔣德明．內(nèi)燃機的渦輪增壓[M]．北京：機械工業(yè)出版社,1986.［7］ 陶文銓．數(shù)值傳熱學[M]．西安：西安交通大學出版社,1988.［8］ 胡忠平．EQ4BTAA發(fā)動機中冷器的開發(fā)[D]．華中科技大學碩士學位論文,2005.［9］ 劉字．基于GTPOWER的汽油機仿真及優(yōu)化設計[D]．吉林大學碩士學位論文,2006.［10］ 吳鋒、胡金龍．電噴汽油機進氣管空氣動態(tài)模型的仿真與試驗研究[J]．內(nèi)燃機工程．,2006［11］許元默、帥石金、王建昕．進氣歧管對電噴汽油機充氣效率的影響[J]．內(nèi)燃機學報,2004.致謝本文在指導教師薛川老師的多次指導下終于完稿，感激之情，溢于言表。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。這將使我受用終身！在這里我要對指導教師表達衷心的敬意與謝意。在此過程中，有眾多的老師和同學幫我搜集、查閱資料，校對文章，我不勝感激！同時對所有關心過我的領導、老師、同學表達我由衷的敬意！最后衷心感謝在百忙之中抽出時間參加答辯的各位專家、教授，謝謝你們！19