汽油机水冷中冷器进气歧管设计和性能研究

以风冷中冷器的增压汽油机为原型,设计开发与增压发动机相匹配的集成水冷中冷器的进气歧管。通过三维仿真、发动机台架试验、整车一维仿真分析,对比验证集成在进气歧管中的水冷中冷器与原风冷中冷器性能的差异。分析结果表明:发动机外特性工况下,水冷中冷器进气压力损失比风冷减少50%;水冷中冷器的增压空气管路长度缩短60%;水冷中冷器出气温度比风冷降低3℃以上。

集成中冷器进气歧管设计和性能验证

集成中冷器塑料进气歧管具有结构紧凑、热交换性能高等优势为涡轮增压发动机小型化和节能减排做出贡献。文章根据三缸1.5T发动机的需求,正向开发集成中冷器结构的进气歧管,使用CFD分析工具,优化设计满足最大气流流阻小于3kPa、气流均匀性和气流对中冷器的利用率要求的产品方案。根据中冷器的实际允许空间尺寸选择高换热性的板式中冷器,并对中冷器换热性能进行设计校核时,同时考虑了中冷器的性能衰减和生产制造的公差影响。通过样件验证集成中冷进气歧管热交换后的出气温度为48.63℃并满足设计目标小于50℃。

增压汽油机集成水冷进气歧管三维流场分析

选择集成水冷进气歧管作为研究对象,利用CFD软件STAR-CCM+对其内部流体区域进行速度及压力仿真分析。结果表明:集成水冷进气歧管流体域表面的压力分布大致均匀,在支管与整个进气歧管相连处有较大的压力损失。四种进气状态下,进气歧管各缸进气压力降的不均匀度均小于3%,并且空气在整个歧管内部的流向基本一致,流动速度变化合理。空气在水冷中冷器表面形成涡流,涡流中心的空气流速和压力较小,易造成部分进气过度冷却的现象,增大进气侧稳压腔容积可以减少涡流的形成。