微型汽车发动机排气系统优化设计——基于流体数值模拟的应用研究

为了研究排气系统设计对整机的动力性、经济性及排放性能的影响,通过一维三维的数值模拟方法,分析了原排气歧管存在的排气干涉的问题,对新旧设计进行了一维模拟计算对比。利用CFD/FEM耦合方法,计算了在最大功率点排气歧管的温度分布及热应力分布。通过三维CFD计算,分析了氧传感器位置气流分布及催化转化器前端气流均匀性。制造排气系统实物并进行台架试验,结果表明整机性能有了显著的提高,并且耐久性与排放符合设计要求。

某16缸发动机排温不均匀性分析及优化

为解决某16缸发电用柴油机各缸排温不均匀性问题,建立一维热力学模型,仿真分析各缸不均匀性原因,设计使用中间管和定压排气管方案使各缸排气背压一致,改善各缸排温不均匀性,并进一步优化定压管方案。仿真计算表明:柴油机发火顺序和脉冲排气管设计导致各缸排气干涉是各缸排温不均匀的主要原因;中间管方案可以改善各缸排气的相互影响,各缸平均排温极差比原方案降低约28%;定压排气管方案可以改善各缸排气背压不均匀性,各缸平均排温极差比原方案降低约40%;随着定压管总管径的增加,发动机比油耗先减小后增大;采用定压排气管优化方案后的发动机各项指标与原机基本一致,各缸的排温极差降低40%以上,有效改善了各缸排温的不均匀性。