方程式赛车发动机进气系统设计和优化.docx

摘要:该论文背景是2015年中国大学生方程式汽车大赛，在该赛事的规则背景下设计加工出一套符合规则，减小20mm进气限流阀的限制作用，设计一套进气系统能提高发动机的充气效率。

设计过程及分析方法是通过大量的查阅资料和对进气系统的学习，用CATIA建三维模型，导入ANSYA中的ICEM进行网格化，用ANSYS中的FLUENT模块进行分析。通过看分析结果进行方案优化，经过多次优化分析得出进气充气效率高，符合设计要求，进气量损失小的进气系统。在加工方法的选择上采用3D打印的加工方法，节省加工时间，加工方便，进气内壁光滑，为保证强度外表面加上碳纤维。规则要求采用机械固定，在装配的过程中加密封胶保证进气的气密性。经过ECU的喷油调试和发动机匹配好，安装在赛车上，完成2015中国大学生方程式比赛。

关键词：方程式；进气系统；CATIA;FLUENT软件;充气效率

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1大学生方程式赛车汽车大赛起源和发展-1

1.2汽车发动机原理构造简介-1

1.3发动机进气系统简介-2

1.3.1概述-2

1.3.2工作原理-2

1.3.3进气系统进气方式及优缺点-3

1.3.4进气系统的重要性-3

1.4汽车发动机进气系统的现状及发展-3

1.4.1进气系统的现状-3

1.4.2进气系统的未来发展-4

1.5方程式汽车大赛发动机进气和普通汽车进气的不同-5

1.5.1大赛对进气系统的规则限制-5

1.5.2方程式赛车进气系统的结构-5

2方程式赛车发动机进气系统设计依据-5

2.1铃木GXS-R600发动机简介-5

2.2进气系统设计总依据-6

2.2.1确保发动机进气流量的设计方法-6

2.2.2各气缸进气量平均分配-7

2.2.3进气系统的响应特性-7

2.2.4进气系统实例-8

2.3进气系统设计总目标-8

3进气系统设计-9

3.1进气系统三维建模-9

3.1.1进气系统稳压腔设计-9

3.1.2进气系统的文丘里管-设计-10

3.1.3进气道设计-11

4进气系统流体分析-11

4.1ANSYS软件简介-11

4.1.1计算流体力学分析软件Fluent-12

4.1.2网格划分软件ICEM CFD-12

4.2进气系统流体分析-13

4.2.1进气系统ICEM网格化-13

4.2.2利用FLUENT模快进行边界条件定义和求解-14

5进气系统的优化-15

5.1FLUENT分析结果简介-15

5.1.1压力云图分析-15

5.1.2密度云图分析-15

5.1.3流速云图分析-16

5.1.4流线图分析-17

5.2进气系统优化思路-18

5.3初步方案分析结果-19

5.4优化方案一分析结果-22

5.5优化方案二分析结果-23

6进气系统的加工装配调试-26

6.1加工方法的选定-26

6.2进气系统的装配-26

6.3进气系统的调试-26

7结论-26

参考文献-28

致谢-29