某柴油发动机非对称螺旋式进气道进气过程模拟分析

方案一：不改缸径，将更改曲柄连杆机构缩短冲程到86mm，达到降低排量的效果;方案二：不改曲柄连杆机构，将缸径由96mm减到88mm。方案一由于更改的是发动机运动件，存在较大的风险，故考虑方案二的可行性。

通过上述对某柴油发动机非对称螺旋式进气道的三维流场模拟分析，现将模拟分析模型的缸径由96调整为88mm，其他均保持一致。用catia将调整完缸径的数模另存为stl格式后导入starccm+。然后按照上述某柴油发动机非对称螺旋式进气道的仿真方法进行计算求解。得到如下图所示。

通过上图仿真缸径由96调整为88mm后的结果对比分析，可知缸径减小后，压降增加，进气阻力增大。 缸内的流体速度减小，涡流减弱，流线没有原来理想。故需要从新调整设计匹配进气道。

4    结论

本文在现有缸盖结构基础上逆向建立某柴油发动机非对称螺旋式进气道模型，并进行了模拟分析，同时对比分析了缸径由96mm更改为88mm方案。现结论如下：

（1）进气道是发动机至为关键的部位之一，其性能优劣直接影响汽车发动机的动力性、燃油经济性和排放问题。随着计算机技术的进步和使用要求的不断提高，设计方法和手段也在不断改善。传统的设计方法已经不能满足现代产品对性能的需求，取而代之的是以计算机为基本工具，本文基于STAR-CCM+数值仿真分析充分体现了现代设计理论和方法的广泛应用。

（2）从三维数值模拟分析结果可知，某柴油发动机的进气道采用了先进的双进气道非对称螺旋式结构，缸内存在明显涡流情况;流量系数高，进气效果好，说明现有的非对称螺旋式进气道结构设计合理。

（3）将缸径改为88mm后，进气道压降增加，缸内空气流速减小。另外，进气道内部流线分布也没有某柴油发动机现有的结构理想。该模拟分析为进一步分析气道内流场以及优化设计提供可靠设计依据。

参考文献：

[1]star CCM+用户帮助文档.

[2]王福军.计算流体动力学分析.北京：清华大学出版社，2004.9 .

[3]徐莉，蔡志强，王伟民，发动机进气道与进气歧管耦合CFD分析[4]//CDAJ-China中国用户论文集. 上海：西迪阿特信息科技（上海）有限公司. 2009：5-6.

[4]罗马吉，黄震，蒋炎坤，等.内燃机进气过程多维数值模拟的研究[6]車用发动机，2003（5）：12-13.

[5]周龙保. 内燃机学[M].第二版北京：机械工业出版社，2005.

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