CAE技術(shù)在柴油機(jī)改型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著全球工業(yè)的發(fā)展，能源與環(huán)保成為了當(dāng)今世界的兩大主題。由于非道路用移動機(jī)械的廣泛應(yīng)用，非道路用柴油機(jī)的污染排放問題得到人們的日益關(guān)注。四氣門技術(shù)由于可提高柴油機(jī)的充氣效率、噴油器可采取居中布置，為燃油和空氣的混合創(chuàng)造了良好條件，從而使柴油機(jī)具有良好的經(jīng)濟(jì)性、動力性和排放性能。本文綜合應(yīng)用CAE技術(shù)，采用一維和三維數(shù)值分析的方法對非道路用TY495柴油機(jī)由二氣門改為四氣門的改型工作進(jìn)行數(shù)值模擬研究，為柴油機(jī)改型設(shè)計(jì)方案優(yōu)化提供重要的理論

2、依據(jù)。
　　 本文首先確定了四氣門氣道的設(shè)計(jì)方案，利用三維CAD造型軟件建立了四氣門氣道模型，并應(yīng)用CFD流體分析軟件STAR-CD對氣道模型進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。通過對比分析二氣門和四氣門的優(yōu)缺點(diǎn)，了解了四氣門柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在非道路TY495柴油機(jī)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)TY495柴油機(jī)由二氣門改型為四氣門的方案，提出了雙進(jìn)氣道的布置方案，確定了進(jìn)排氣門的布置，得到其設(shè)計(jì)尺寸。依據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，建立了氣道三維實(shí)體模型，并應(yīng)用STAR-CD軟

3、件進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，獲得了柴油機(jī)進(jìn)氣道在不同氣門升程下的流量系數(shù)和渦流比以及排氣道的流量系數(shù)，為改型柴油機(jī)整機(jī)模型的進(jìn)排氣門子模型提供參數(shù)。
　　 其次，應(yīng)用GT-POWER軟件建立了非道路用TY495柴油機(jī)在二氣門和四氣門下的整機(jī)性能仿真模型，仿真分析了采用四氣門技術(shù)對柴油機(jī)性能的影響，并對柴油機(jī)的進(jìn)氣管道進(jìn)行了優(yōu)化。根據(jù)模擬結(jié)果，對比分析了兩氣門柴油機(jī)和四氣門柴油機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、空氣流量和燃油消耗率等性能參數(shù)，為非道路用TY

4、495柴油機(jī)的改型設(shè)計(jì)和綜合性能提高提供重要的理論依據(jù)。針對四氣門柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在分析進(jìn)氣管道的布置對柴油機(jī)性能指標(biāo)影響的基礎(chǔ)上，確定了進(jìn)氣系統(tǒng)的布置方案，合理優(yōu)化了進(jìn)氣管道。
　　 最后，應(yīng)用AVL-Tycon軟件建立了非道路用TY495柴油機(jī)四氣門配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)計(jì)算模型，設(shè)計(jì)了柴油機(jī)的凸輪型線，并采用所建立的TY495柴油機(jī)四氣門整機(jī)模型，優(yōu)化了發(fā)動機(jī)相應(yīng)的配氣相位。在設(shè)計(jì)過程中，以制造和使用方面具有良好的經(jīng)濟(jì)性為目的，