某发动机进气歧管的优化设计

王三星，李燕，卓丽颖



某发动机进气歧管的优化设计

王三星，李燕，卓丽颖

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230001）

首先对初始设计的进气歧管进行CFD分析，表明各缸进气均匀性较差，根据问题情况对进气歧管做了优化设计，再次对优化后的进气歧管进行CFD分析，分析表明：初始方案各缸流量系数偏差最大为-2.45%，进气均匀性较差；优化后的流量系数偏差最大为0.92%，优化效果明显。进气歧管入口处的腔体结构直接影响进气均匀性。

进气歧管；CFD分析；均匀性；流量系数偏差

引言

进气歧管的进气均匀性直接影响发动机的性能，评价进气均匀性的指标是流量系数和流量系数偏差，流量系数偏差越小，则各缸进入的气体越均匀。本文首先对出版的进气歧管进行了CFD分析，计算出各缸的流量系数偏差，通过数据分析找出偏差问题，对进气歧管喉口内腔做结构优化，对优化后的数模进行重新分析，发现优化后的进气歧管各缸均匀性有明显提升。

1 初版数模及仿真结果

通过proe软件对某发动机进气歧管进行设计，初版模型如下图所示。

图1 初版数模

本次计算为稳态计算，具体边界条件如下所示：

进口条件：总压：1bar

出口条件：静压边界：0.975bar

流量系数计算公式如下：

其中为流量系数，m为计算所得流量，m为理论流量。

各缸速度均匀性如下图所示：

图2 原版模型各缸气流处速度分布

表1 原版模型各缸流量系数偏差 (%)

从以上分析结果可以看出，各缸进气的流量系数偏差最大值在-2.45%，要求在-2.5%~2.5%，处于较差水平，需对进气歧管结构进行优化。

2 优化版模型及仿真结果

对初版模型的进气均匀性仿真结果可以看出初版数模的进气均匀性虽然满足要求但性能较差，通过对初版模型结构分析发现，喉口直接对准2缸位置，气流进入稳压腔后会形成较多涡流，直接影响各缸进气效果。

图3 优化后的模型

现将进气歧管喉口与稳压腔过渡处增加圆滑过渡，保证气流进入稳压腔流向。

对优化后模型的进气气速度均匀性进行仿真，边界条件与原模型一致，仿真结果如下图所示：

图4 优化模型各缸气流处速度分布

表2 优化模型各缸流量系数偏差 (%)

从优化模型的仿真结果可以看出，各缸进气的流量系数偏差最大为0.92%，优化效果明显，有效改善了进气均匀性。

3 结论

通过对优化前后的进气歧管进气均匀性仿真结果分析可知：进气歧管的喉口与稳压腔连接处内腔结构是影响进气歧管进气均匀性的重要因素，在对进气歧管进行设计的过程中应重点考虑进气歧管喉口与稳压腔过渡处结构。

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[3] 陈力,陈劭.基于AVL BOOST的发动机性能检测与仿真研究[J].内燃机,2013,2(1):34-35.

The optimization design of a engine inlet manifold

Wang Sanxing, Li Yan, Zhuo Liying

( Anhui Jianghuai group Automobile Co., Ltd, Anhui Hefei 230001 )

Analyzing the CFD of the original inlet manifold at first, the inlet uniformity is unqualified, then the optimal design of inlet manifold is optimized, analyzing the CFD of the original inlet manifold once again, the results show that: the maximum inlet flow coefficient variation of each cylinder is -2.45% before the optimization, the air inlet uniformity is poor, the maximum inlet flow coefficient variation of each cylinder is 0.92% after the optimization, the optimization effect is obvious. The inlet uniformity is influenced by the structure of the inlet manifold cone.

inlet manifold; CFD analysis; uniformity; flow coefficient variation

B

1671-7988(2018)22-104-02

TK402

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1671-7988(2018)22-104-02

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王三星，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心。主要研究发动机进排气及NVH设计。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.036