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FSC赛车发动机可变进气系统研究

景猛  
【摘要】:不同工况下发动机对进气气体运动有不同的要求,低速运转时,需要空气和燃油,混合充分;高速运转时,需要新鲜工质快速进入气缸。单一结构形式的进气系统不能满足发动机进气要求,影响发动机的动力输出。可变进气系统通过改变自身结构实现不同的进气方式,使进入气缸内的充量大小和运动形式适合变化的发动机运行工况,从而提高发动机的动力性,对其开展研究具有理论意义和实际意义。本文以本田CBR600发动机为研究对象,采用仿真与试验相结合的方法,设计出了一种能够实现进气歧管二级可变的进气系统。具体研究内容如下:首先根据原发动机结构参数,利用GT-Power软件建立发动机一维仿真模型,以进气歧管长度为变量,以提高发动机动力性为目标,进行计算分析,获得发动机充量系数、功率和扭矩在不同歧管长度下随转速变化的曲线,通过曲线对比,确定出二级可变歧管长度最优参数以及最佳转速切换点。结合一维仿真得出的结构参数以及整车布置要求,利用CATIA绘图软件设计出二级可变进气系统的三维模型,并利用FLUENT流场分析软件对该进气系统和限流阀模型进行流场特性仿真,研究限流阀入口锥角和出口锥角变化对气体流速的影响规律以及进气系统模型内部气体流速、湍流强度、压力分布等情况,通过流场分析确定限流阀进出口锥角参数并验证二级可变进气系统设计的合理性。搭建台架试验台,对发动机喷油脉宽和点火提前角进行标定,获得喷油MAP图和点火MAP图,对试验数据进行处理,绘制出不同长度的进气歧管切换前后发动机输出功率和输出扭矩对比曲线,通过试验验证仿真结果的正确性。


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