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FSC赛车发动机进气系统数值模拟研究
| 论文题名： | FSC赛车发动机进气系统数值模拟研究 |
| 关键词： | 赛车发动机;进气系统;限流阀;谐振腔;优化设计;仿真计算 |
| 摘要： | FSC赛车用发动机是赛车的核心部件，为赛车提供动力来源，被看作FSC赛车的心脏，而其进气系统为发动机组织完备的燃烧过程提供充足、洁净的新鲜空气质，是发动机的动脉。进气系统的设计是否合理对赛车动力性能的发挥有着直接的影响，故对发动机进气系统研究是十分必要的。 按照FSC比赛规则要求，参赛车队所用发动机的进气系统需加装直径不小于20mm的限流阀，这势必会造成发动机充量系数的下降，进而影响车队的比赛成绩，为解决限流阀的应用所带来的不利影响，本文以中北大学FSC赛车限流后的进气系统为研究对象，采用三维流场数值模拟计算的方法，优化设计了在一定程度上能缓解因应用限流阀而导致发动机充量系数降低的进气系统，所进行的工作以及得出的结论如下: 首先通过对不同进、出口锥角限流阀模型的进行流场数值模拟计算，得到不同模型的压力云图以及速度矢量图，量化了不同模型流场内的压力和速度的分布，同时查看限流阀尾端出口质量流量，通过分析比较，确定出前端入口锥角为18°，后端出口锥角为8°的限流阀模型为最佳模型;通过对三种结构形式的谐振腔三维流场分析，对仿真结果分析，得出本文提出的球形谐振腔的出口质量最大、压力损失最小;通过对谐振腔进、出口不同过渡圆角半径的进气系统进行流场仿真计算，确定出最佳的设计方案:谐振腔进口过渡圆角半径为30mm，出口过渡圆角半径为90mm，通过与原始模型对比，优化后每秒从出口流出的质量流量比优化前多209，气流的压降比之前降低了1849.324Pa，通过发动机台架试验标定后，限流后发动机的最大功率与扭矩为原机的70％，优化效果比较明显。 |
| 作者： | 石绍彬 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 尉庆国;刘学平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中北大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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