仿生非光滑表面对车用柴油机螺旋进气道流通特性的影响.pdf

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1、VoI．44NO．3第44卷第3期吉林大学学报(工学版)2014年5月Jouma1oIJilinUniversity(EngineeringandTechnologyEdition)May2O14仿生非光滑表面对车用柴油机螺旋进气道流通特性的影响隗海林，王海洲，倪伟新，陈运峰，李君(1．吉林大学交通学院，长春130022；2．吉林大学汽车工程学院，长春130022)摘要：为了使半开式燃烧室柴油机具有较强的进气涡流，将凹坑、凸包、U形沟槽和V形槽4种仿生非光滑单元体应用到柴油机螺旋进气道内表面。使用CATIA、HypermeshF1uent软件对仿生非光滑表面进气道进行了CFD数值模拟分析

2、。通过对4种非光滑表面及光滑表面进气道的流量系数和涡流比进行对比分析发现：在流量系数变化程度较小的情下，仿生非光滑表面进气道可以显著提高涡流强度。关键词：动力机械2r-程；非光滑表面；螺旋进气道；流量系数；涡流强度；数值模拟中图分类号：TK423文献标志码：A文章编号：1671—5497(2014)03—0668—07DoI：10．13229／．cnki．jdxbgxb201403014Flowcharacteristicsindieselhelicalintakeportbionicwithnon—smoothsurfaceKUIHai一1in】。WANGHai—zhou，NIWei—

3、xin，CHENYun—feng，LIJun(1．CollP0／’Trafic，JilinUniversity，Changchun130022，China；2．CollegeofAutomotivPEngineering，JilUniversity，Changchun130022，China)Abstract：ToenhancetheSwirlinten沟sity和of以the况dieselenginewithsemi—opencombustionchamber'bionicnon—smoothelementsofpit，convexity，U—shapedgrooveandV—shap

4、edgroovesareusedontheinsidesurfaceofdieselhelica1intakeport．CFDnumericalsimulationoftheflowinthedieselhelicalintakeDortwithbionicnon—smoothsurfacewasconductedusingCATIA，HypermeshandFluent．TheFlowCoefficientandSwirlRatioonnon—smoothsurfacewithfourelementsandonsmoothsurfacewerecomDared．Itisshowntha

5、twithlittlechangeintheFlowCoefficient，theSwirlIntensityissignificantlyenhancedbythenon—smoothsurface．Keywords：powerandmachineryengineering；bionicnon—smoothsurface；helicalintakeport；flowcoefficient：swir1intensity；numerica1simulation进气过程是决定柴油机换气质量优劣的重要将直接影响燃料的雾化、混合和燃烧过程，进而对条件之一。在这一过程中，柴油机进气道的流通发动机的

6、动力性、经济性及排放性能等产生较大特性对气缸内空气的运动状态起着决定性作用，影响⋯。通常采用流量系数和涡流比来评价车用收稿日期：2013—0525．基金项目：吉林省科技发展计划项目(201205019)．作者简介：隗海林(1969一)，男，教授，博士生导师．研究方向：车辆节能与排气净化．E-mail：kh169@163．corn通信作者：李君(1961一)，男，教授，博士生导师．研究方向：内燃机动力．Email：junli610@263．net第3期隗海林，等：仿生非光滑表面对车用柴油机螺旋进气道流通特性的影响·669·柴油机进气道的流通特性，本文研究主要针对一Ricardo定义的涡流比

7、为模拟气缸中涡流旋汽一大柴半开式燃烧室车用柴油机。半开式燃烧转转速与发动机曲轴转速之比。对于进气终了时室需要较强的进气涡流。通过大量研究证明，进气缸内的涡流比的预测常采用平均涡流比R：气道的流量系数和涡流强度一般呈现tradeoffrcN关系，如何能在保证流量系数的前提下，提高进气Rs===LD—一(4)道涡流强度是现阶段研究的难点。国内外学者对(I。CFda)。Ja1此的研究主要集中于调整进气道的结构、形态和式中：Lo为发动机的形