发动机异型消声器流场分析与结构优化 engine special-shaped muffler flow field analysis and structure optimization.pdfVIP

14 内燃机与配件 2013年第2期 发动机异型消声器流场分析与结构优化 M咖erFlowField EngineSpecial—Shaped andStructure Analysis Optimization 姜小放张文博刘永博 (陕西重型汽车有限公司) [摘要]针对车辆排气系统发生的故障，同时考虑发动机降油耗项目，基于Star—ccm+对实际装 车中的消声器进行了分析优化。建立并分析了该消声器优化前后的三个模型．对其内部穿孔管的 位置和布置形式进行了调整。分析得到了较好的内部结构布置形式。进气管的插入深度及穿孔结 构对消声器的内部流场起到了优化作用。 [关键词]汽车工程消声器star-ccm+数值模拟设计优化 words：AutomotiVeMumer Key Star—ccm+Numericalsimulation en西neering Desi殍lopti— mizatjon 0 引言 分析前期，利用CArllIA建模软件建立异型前排气消 目前在特种车及危险品运输车辆中．发动机排 声器的三维模型图，并对其内部结构按实物1：1建 气系统会有特殊要求，通常采用前排气或者上排气 模。分析过程中，考虑该消声器实际损坏位置集中 结构。以防止汽车在运输过程中因排气引发的危险 在第一腔室进气口位置，设计优化主要从进气管布 因素。但因运输道路状况和底盘高度的限制．对前 置形式及隔板形状人手，改进后增加了进气管插入 排气的离地间隙要求较为严格，为了满足系统要 深度，在进气管段布置了一段穿孑L管。以改善第一 求，同时解决离地间隙的问题，消声器的设计需要 腔室的湍动能，减少腔室内部气体压力损失【2】，降低 对箱体结构进行相对应的处理，以保证足够的离地 噪音。建立该消声器优化后的模型，通过反复分析 间隙或废气排放位置要求。在设计前排气消声器 比较，最终确立设计改进后模型，并用CArrIA进行实 时，因空间位置和结构的限制，内部腔室和穿孑L管 际比列建模，其中穿孑L管孔位呈十字交错布置。 的布置形式都是设计中的关键。如果设计不合理， 常常会出现损坏率高，背压大的现象，从而引起发 动机各项性能指标降低，油耗大等现象，损坏企业 形象。根据图1中给出的汽车排气系统背压和发动 机性能曲线图人手。从设计初始阶段降低排气背 压，优化排气系统结构，是提升发动机性能和解决 排气系统故障以及降低成本的正确选择。 1 设计原则与思路 II’‘№‰ 为了能准确把握设计优化的思路，本文利用流 图1排气背压对柴油机性能的影响曲线圈 体分析软件辅助设计消声器的内部结构。优化遵循 2建模及前处理 降低流速和改善流动状态两个原则。尽量减小压力 损失和再生噪音¨】。利用计算机协同设计技术，可以 (1)CATIA软件具有强大友好的建模模块，可以 大大的缩短设计周期，减少设计成本。避免走弯路。 实现复杂实体内部结构的可视化建模过程控制．方 万方数据 姜小放张文博刘永博：发动机异型消声器流场分析与结构优化