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

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。

商用车高位引气管进气特性数值仿真与优化

针对商用车高位引气管进气阻力大和预滤尘、水效率低的问题,采用计算流体力学(CFD)的方法,分析了高位引气管的进气特性,发现了影响进气阻力和预滤尘、水的效率的因素。仿真和试验的进气阻力相差0.1kPa左右,验证了仿真模型的准确性。分析阻力流场和速度场可知:高位引气管因旋流扇角度和减振波纹管结构改善了其内部湍流压力和速度梯度的分布,降低了进气阻力,提高了预滤尘、水的效率。据此,优化了高位引气管结构。优化后的模型在出口处进气阻力降低到1.15kPa。有效地改善了高位引气管的进气和预滤尘、水的性能。