有特殊要求的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程

摘要：進(jìn)氣歧管給內(nèi)燃機(jī)提供新鮮的空氣，并對(duì)內(nèi)燃機(jī)的性能產(chǎn)生重大的影響。因此，為達(dá)到提高燃燒效率和使新鮮空氣在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中均勻分布的目的，我們做了很多與它們的設(shè)計(jì)相關(guān)的研究。本文討論了一種適應(yīng)賽車發(fā)動(dòng)機(jī)的多點(diǎn)噴射進(jìn)氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。很多特殊的要求被納入考慮之中，如進(jìn)氣歧管必須包含一種放置在節(jié)流閥和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的單一圓形限制器中被強(qiáng)加約束的氣流來(lái)限制其動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣區(qū)域的流量和壓力的損失減少用計(jì)算機(jī)流體力學(xué)軟件來(lái)研究。兩種不同形狀的進(jìn)氣歧管被用以試驗(yàn)。在數(shù)值基礎(chǔ)上獲得的三維效果，一個(gè)有更加合適攝入量的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型被制作成發(fā)動(dòng)機(jī)模擬代碼來(lái)預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特點(diǎn)。進(jìn)氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)際制造以及試驗(yàn)都在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)了數(shù)值預(yù)測(cè)，證明相對(duì)簡(jiǎn)單快速的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程是可行的。

關(guān)鍵字：內(nèi)燃機(jī)、進(jìn)氣歧管、計(jì)算機(jī)流體力學(xué)軟件、試驗(yàn)

1、引言
內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣歧管的形狀影響氣體交換過(guò)程以及發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。它必須保證沿管方向有最小壓力損失的新鮮空氣在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中均勻分布。因此，從1904年這種觀點(diǎn)被首次宣揚(yáng)以來(lái)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的?；蛢?yōu)化已經(jīng)成為發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)師的興趣【1】。
傳統(tǒng)的調(diào)整過(guò)程，要求建立一個(gè)原型并測(cè)試運(yùn)行，查找缺點(diǎn)，和創(chuàng)造一個(gè)新的設(shè)計(jì)來(lái)解決問(wèn)題。這是一個(gè)很消耗時(shí)間的過(guò)程。通常，流動(dòng)問(wèn)題是很難被精確查找的，建立一個(gè)不能正常工作的模型也是非常昂貴的。今天，計(jì)算流體力學(xué)模擬有助于發(fā)動(dòng)機(jī)零件的設(shè)計(jì)，節(jié)約時(shí)間和資金【2】。一方面，三維碼使發(fā)動(dòng)機(jī)及其零部件之間遵守一定的流動(dòng)特性成為可能；另一方面，還有一維循環(huán)引擎模擬代碼用于發(fā)動(dòng)機(jī)性能的預(yù)測(cè)和獲得三維模擬的初始邊界條件。數(shù)值模擬現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)。
汽油多點(diǎn)噴射系統(tǒng)的進(jìn)氣歧管通常由主管、支管、和一個(gè)二級(jí)管組成。噴嘴將燃料注入指著燃燒室入口的主管里【1，3-5】。賽車發(fā)動(dòng)機(jī)由配備的一個(gè)漏斗狀筒引入支管，用以量化空氣泵系統(tǒng)的效率。二級(jí)管將節(jié)流閥和支管連接起來(lái)【1】。賽車發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)通常在于獲得最大的動(dòng)力輸出。設(shè)計(jì)師們常常犧牲低速性能，將目標(biāo)集中在發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速性能上。發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲，散熱以及燃料消耗同等重要【3】。這些設(shè)計(jì)介紹和多點(diǎn)燃油噴射的進(jìn)氣歧管有關(guān)【1，3-6】。有