FSAE赛车进气限流阀的对比仿真分析_冯勇

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1、汽车实用技术年第期设计研究赛车进气限流阀的对比仿真分析冯勇，阳林，彭仁杰，周永光广东工业大学机电工程学院，广东广州°°°扩散器锥角的三种限流阀：本文分析了进气限流阀对赛车性能的影响、、摘要，并利用软件对方案进行分析和比较一，根据对比分析结果最终选出最优的限流阀方案，为以后对限流阀扩散器锥角的优选提供了种参考方法。关键词：仿真进气限流阀扩散器锥角；；中图分类号：文献标识码：文章编号：°、：；；；率这个课题进行了研究，因为赛车的进气限流阀对赛弓胃车发动机的整机性能与充量系数有很大影响。综上可知，比赛是项由汽工程相关专业的学細队雜具☆义。的

2、汽车设汁与制造的屮大学生方程式汽车大赛。按照赛事帮气门丨制定的删和赛车设汁与制造的标准，参赛的小型单人座赛车能够成功完成令部或部分赛事、，并且在加速、制动操控嘱性等施肺优賊现。觀力麵顺丨、，鄉删容融錢机，酣斜项隨。赛车的汽油机进气系统主要包括空气滤清器、谐振腔、进气歧管、节气门等机构。从第二届中国大赛开始，组委会要求赛车用发动机的所有进气都麵过随阀，麵为圆形直径为的赚嶋位置必须，安装在发动机节气门和进气门之间如图所示。为了提高限流以后发动机的充气效率，提高赛车的动力图进气限流阀装车实拍图性，全国各个高校车队均对限流后如何提高发动机的充

3、气效、限流阀的理论研究作者简介：冯勇，就读于广东工业大学，研究方向电动汽车关键技充量系数定义为每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空2014年第期冯勇等：赛车进气限流阀的对比仿真分析气质量与进气状态下理论计算充满气缸工作容积的空气质量下越长越好。一比值。限流阀结构如图所示，根据前届赛车的限流阀参数的经验数据初定参数：进口渐缩长度出口渐扩长°扩散器锥角待定度一进口锥角。一’出口主林士打的却战式中：表不进气状态下实际进入气缸的新鲜空气的体积和质量；表示进气状态下理论上充满气缸工作容积的空气的体积和质量。一彳—残余废气系数吣是进气过程结束时，气缸内

4、残余废气量与进入气缸中新气充量：的比值，即一一；充量系数与残余废气系数之间的关系为￡—式中：为考虑排气门迟后角影响的系数，％为发动机压缩比，为进气状态的温度和压力（对于非增压发动利用建立限流阀二维模型，其二维模型很简单’包机进气状态就是大气状态，进气终点的温度和压，括进气管截面逐渐收小的限流阀本体和截面积逐渐变大的扩力。’进气压力与充量系数成正比散器’锥角扩散器的限流阀为例建模取：进口渐缩长，觀式可知，出口渐扩长度尤尸训誦’进口锥角和’高则就大、，尤小。而进气随阀在中低转速二邮扩散器輸胖。进气馳，建立的随阀二维翻細所不部分负荷餅下，就

5、类似个半开的节气门，：：压力比正常情况低从而降低发动机的充量系数‘进：：；：：；；；；而限制各个工况的扭矩。另方面进气随船關单位賴細駄进气量。根据流体力学知识，管道内的气流速度越快，效率就越低，、‘当气流速度接近马赫的时候。，实际进气量就会达到瓶颈；在常温常压下，管径的这个瓶颈数值，大约在：左右。换句话说，在管径限定的情况下，无论如何，进气管在单位时间进气量就只能是这么多，进而限制了发动机的最大功率、限流阀结构分析与建模限流阀三维模型图艮流结构分析、三种扩散器锥角的限流阀方案仿真及对比分析限流阀将进气系统的前端截面缩小至口径。本文°°

6、°°本文散器锥角范围内的二个锥角、、限麵开口有定的锥角，由于，外缘呈喇机口展开随。、一本体是个进气管截面逐渐收小的过程，喇叭口和锥角的设°°对于和扩散器锥角的限流阀°锥角扩散计’依照可以更好拢空气为限流流从多篇国外资料中’，，器限賴建模频建立这两个锥角随阔的三维模型’查得为取佳限流阀开口参数。同时’针对限流阀本’三种锥角隨細三维翻导入软件中将，对计算区身给进气流速和进气压力造成的巨大损失’在随阀后部安域采用多酣网格。删软，边界层网格加密件分装扩散；胃’随。边界条件设置如下：析其压力与髓赃化，并作一个精心设计的扩散器可以有效地将限流阀造

7、成逐渐变大，压力入卩：°°的损失降低至最小。根据多篇国外资料中阐述左，压力出口（右为最佳扩散器锥角参数，长度则是在总布置合理的情况残差设定：17汽车实用技术年第期_限流°阀锥角扩散器分析■■■■■■編°角流速云图图°锥角收敛步骤由图可知，最高流速出现在限流阀中央，其值为，最低流速出现在扩散器末端，其值为邏“图°锥角流速云图‘由图可知。，最高流速出现在限流阀中央，其值为图锥角压力云图最低流速出现在扩散器末端，其值为由图可知，最高压力出现在限流阀开口处，其值为最低压力出现在限流阀中间处，其值为扩散器末端压力为。限流阀°锥角扩散器分析錄錄舞

8、“图°锥角压力云图由图可知，最高压力出现在限流阀开口处，其值为图°锥角收敛步骤最低压力出现在限流阀中间处，其值为扩散器末端压力为議务限流阀°锥角扩散器分析图°锥角流速云图由图可知，最高流速出现在限流阀中央，其值为，：！低