原文传递
一种汽车进气系统的被动式涡流翼片研究
| 论文题名： | 一种汽车进气系统的被动式涡流翼片研究 |
| 关键词： | 汽车节气门;涡流翼片;数值仿真;标准k-ε模型;进气系统 |
| 摘要： | 节气门体是汽车进气系统中最重要的部件之一，驾驶人员通过控制它的开度，从而控制汽车进气量的多少，最终使得汽车按照驾驶员的意图行驶。目前常用的节气门体阀片是单片圆形结构，在阀片开度较小时不能有效引导进气形成涡流，不利于空气与燃油的均匀混合，导致汽车在中小负荷时燃油利用率较低、排放较差、振动较大。本文设计了一种被动式涡流翼片，应用于汽车进气通道中，在常用的节气门开度范围内以较小的流量损失得到了大幅度的涡流比提升，因而，本文的研究具有重要的实用价值。 本文针对一种具体型号的节气门体，分析了其结构特点，建立了简化的几何模型。根据叶片的导流作用，设计了一种与该型号节气门体相匹配的被动式涡流翼片。分别用基于FLUENT软件的标准k-ε模型和RNG k-ε模型对节气门体进气流场进行了仿真，对比台架实验确定了在节气门体进气流场仿真中具有更高计算准确度的标准k-ε模型，分析了不同开度时流场的迹线、速度场和湍流强度分布。参考台架实验的FEV评价方法，建立了适用于气道仿真的性能评价方法，推导出了进气流量系数与涡流比的计算公式，并给出相应的Matlab计算程序。用基于FLUENT软件的标准k-ε模型仿真计算了被动式涡流翼片的翼片片数、翼片宽度和折弯角度对节气门体流量系数和涡流比的影响，综合考虑涡流翼片对流量系数和涡流比的影响，优选出三个结构参数接近的涡流翼片，并对其中的Ⅰ号涡流翼片在空气流过节气门体流场特性的影响，包括不同开度时流场的迹线、速度场、压力场和湍流强度分布等方面进行了详细分析。对节气门体和Ⅰ号涡流翼片在节气门体综合性能测试台S7802上进行了台架实验，实验结果与仿真结果吻合。 最后，对仿真优选出的三个被动式涡流翼片进行了实车实验，并通过专家评价法对汽车驾驶性能进行了主观评价。结果表明优选出的三个涡流翼片均能显著改善汽车整体驾驶性能，但翼片个数为6，宽度为8.5mm且折弯角度为40°的Ⅱ号涡流翼片主观评价效果最好。汽车主观驾驶性能的显著提高验证了本文所设计的被动式涡流翼片的正确性及有效性。 |
| 作者： | 李良波 |
| 专业： | 仪器仪表工程 |
| 导师： | 符欲梅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
