有特殊要求的发动机进气系统的设计过程[外文翻译].doc

有特殊要求的发动机进气系统的设计过程

摘要：进气歧管给内燃机提供新鲜的空气，并对内燃机的性能产生重大的影响。因此，为达到提高燃烧效率和使新鲜空气在发动机气缸中均匀分布的目的，我们做了很多与它们的设计相关的研究。本文讨论了一种适应赛车发动机的多点喷射进气系统的设计过程。很多特殊的要求被纳入考虑之中，如进气歧管必须包含一种放置在节流阀和发动机之间的单一圆形限制器中被强加约束的气流来限制其动力。发动机进气区域的流量和压力的损失减少用计算机流体力学软件来研究。两种不同形状的进气歧管被用以试验。在数值基础上获得的三维效果，一个有更加合适摄入量的发动机数学模型被制作成发动机模拟代码来预测发动机的工作特点。进气系统的设计，实际制造以及试验都在实验室中进行。试验结果确认了数值预测，证明相对简单快速的发动机设计过程是可行的。

关键字：内燃机、进气歧管、计算机流体力学软件、试验

1、引言
内燃机进气歧管的形状影响气体交换过程以及发动机的性能。它必须保证沿管方向有最小压力损失的新鲜空气在发动机气缸中均匀分布。因此，从1904年这种观点被首次宣扬以来，发动机进气系统的模化和优化已经成为发动机设计师的兴趣【1】。
传统的调整过程，要求建立一个原型并测试运行，查找缺点，和创造一个新的设计来解决问题。这是一个很消耗时间的过程。通常，流动问题是很难被精确查找的，建立一个不能正常工作的模型也是非常昂贵的。今天，计算流体力学模拟有助于发动机零件的设计，节约时间和资金【2】。一方面，三维码使发动机及其零部件之间遵守一定的流动特性成为可能；另一方面，还有一维循环引擎模拟代码用于发动机性能的预测和获得三维模拟的初始边界条件。数值模拟现在广泛应用于现代发动机的设计。
汽油多点喷射系统的进气歧管通常由主管、支管、和一个二级管组成。喷嘴将燃料注入指着燃烧室入口的主管里【1，3-5】。赛车发动机由配备的一个漏斗状筒引入支管，用以量化空气泵系统的效率。二级管将节流阀和支管连接起来【1】。赛车发动机的目标通常在于获得最大的动力输出。设计师们常常牺牲低速性能，将目标集中在发动机高转速性能上。发动机的噪声，散热以及燃料消耗同等重要【3】。这些设计介绍和多点燃油喷射的进气歧管有关【1，3-6】。有