航空增压汽油机进气系统研究

【类型】学位论文

【作者】陈小龙 

【关键词】 发动机 计算流体力学 不均匀性 进气系统

【摘要】提高充量系数和减小流动阻力是提高发动机性能的有效途径，对发动机性能更高的要求也促使进气系统的设计质量必须有进一步的提高。通常对进气系统的改进广泛采用稳流试验的方法，测量其流通特性，以此评价进气系统的流通能力和进气阻力。然而，试验方法只能给出流动的平均值，而不能获得流场结构的详细信息，设计者主要依靠直觉和经验对进气系统进行修改，这不但使改进的周期增长，而且较难得到理想的改进方案。基于数值模拟的流体动力学方法可以详细的对进气系统内气体流动的进行研究，通过CFD分析可以获得进气系统的压力场、速度场等参数的分布，为进气系统设计与改进提供依据。因此稳流试验与CFD数值模拟相结合的方法，可以大大缩短进气系统的改进周期，降低设计成本。 针对某型活塞式航空发动机进气系统的空气动力学特性进行了研究，为了提高发动机的高空工作性能，将原化油器发动机改装成电控发动机。利用逆向工程方法的获得发动机原进气歧管的数字模型，使用CATIA软件进行了再设计，新的进气歧管外形及内腔基本与原机一致，同时满足了喷油器及油轨的安装。利用快速原型技术加工了新版进气歧管，并进行了进气道稳流试验以评价进气系统的总体流动特性。为了改善进气均匀性和流动阻力，采用单电子节气门替代原双拉线式节气门，应用CAD/CFD技术设计了新型总管式进气系统，并对重新设计的进气系统内流场进行了流动均匀性的分析，并对各个进气歧管内的流动特性进行了分析比较。计算出了进气系统进气的流动阻力，可以反映出该进气系统的最大不均匀度。结果表明新进气系统能够降低进气的不均匀性，有利于提高发动机进气充量和各缸的工作均匀度。后经稳流试验验证，仿真结果与试验结果具有较好的一致性。分析两种进气系统结构差异带来的流动差异，总结进气系统几何形状对进气流动的影响规律。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】李云清

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