【硕士论文】4V105柴油机四气门缸盖进气道的设计研究.pdf

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1、4V105柴油机四气门缸盖进气道的设计研究摘要进气过程进入柴油机汽缸内的空气量及其涡流强度对柴油机的动力性、经济性和排放性能有着重要的影响。柴油机缸内气体的流动状况很大程度上受到进气道气体流动的影响，因此进气道的设计在发动机的开发过程中占有重要的地位。本文以生产为目的，以气道稳流试验为基础，借助先进制造技术CAD／CAM和流体三维数值模拟技术CFD等手段，成功设计了4V105四气门柴油机的进气道。本文在充分研究与课题相关的国内外相关文献基础上，通过对螺旋进气道和切向进气道这两种常用的进气道的分析，同时结合4V105四气门柴油机缸盖的关键结构参数，确定了采用双切

2、向气道来产生进气涡流。利用Pro／E软件建立了4V105四气门柴油机的进气道模型，在激光快速成型机上烧制出进气道阳模，随后利用其制作出气道稳流试验用的气道石膏模型，缩短了整个项目的开发周期。论述了常用的气道试验方法及气道稳流试验台的布置，采用进气道流通特性常用的评价参数无因次流量系数和无量纲涡流数，对其计算公式进行了推导。在气道稳流试验台上对气道石膏模型进行了对比试验研究，确定了进气道的结构参数。为了认识缸内流场的速度、压力等微观信息，通过分析研究大量的文献，确定采用k～占模型、SIMPLE算法对所设计的进气道的进气过程进行瞬态三维数值模拟计算，获得了各曲轴转

3、角下缸内流场的速度、压力分布信息，分析了两切向进气道气流之间相互干涉的情况。本文采用进气道稳流试验和CFD计算相结合的方法得出了四气门柴油机双切向进气道的流通特性和对缸内流场的影响状况，为发动机相关结构的设计提供了可靠的依据。虽然本文所采用的气道设计方法及过程是针对4V105柴油机所展开的，但是同样可以应用于其他发动机进气道的设计开发过程中。关键词：柴油机；四气门；进气道；稳流试验；CFO模拟计算；流场U硕士学位论文AbstractTheamountandswirlintensityofair,whichentersthecylinderofadieselen

4、gineintheintakeprocess，havegreatinfluenceontheperformancefueleconomyandexhaustemissionofthedieselengine．Theflowfieldinthecylind盯wasaffectedbytheairflowconditionintheintakepo咄SOthed∞ignofintakeportisveryimportant．Forthepurposeofproductapplication’thestudybasedonthesteadyflowtestofint

5、akeportexperiment,usingadvancedcompeersoftwareCAD／CAM，wecompletedthedevelopmentofintakeportwhichsatisfiedtherequestofthe4V105dieselengine．Thestudyconsultedalotofintakeportresearchpaperthatwrittenbydomesticandinternationalscholarsintheaspectsofportstudy,basedonthekeystructurecharacte

6、rof4V105dieselengineandthecomparisionbetweenhelicalintakeportandtangentialintakeport．decidedtOadoptthecombinationoftwotangentialporttOforms、耐d．Foundathree-dimensionalintakeportmodelofthe4V105dieselenginethroughPro／EsoftwareandmakemodelcofethroughRapidPrototypingtechnology．Thepargetm

7、odelismadeonthebasisofthemodelcore，then,thepargetmodelistestedonthesteadyflowtestbench．ThismethodWaSbeneficialtoreducingthedevelopmentcycleandcostoftheproduct．Inthispaper,somecotnRlonport-experimentmethodsandimportantkeypointinthearrangementofthetestbenchwereintroduced,twoparameters

8、ofintakeport-meansw