摘  要：本次论文针对FSAE赛车进气系统的进行流场分析。进气系统是发动机的核心，进气歧管的布置类型、结构参数对发动机的动力性能、排放性能有很大的影响。此论文主要采用计算机辅助分析手段，利用CATIA软件对进气系统建立三维模型，将进气系统的工作过程模拟与三维流场结合，利用ANSYS软件进行仿真分析，确定限流阀、稳压腔体积以及进气歧管参数的初步数据进行仿真，与理想值进行对比，找出缺陷的参数进行优化，然后进行第二次的仿真分析，合理安排各个参数值，最终使进气歧管的四管进气均匀稳定。

关键词：FSAE赛车；进气系统；流场分析；

ABSTRACT：This paper analyzes the flow field of the gas intake system of FSAE racing. The inlet air system is the core of the engine, and the arrangement type and structural parameters of the intake manifold have a great influence on the engine performance and discharge performance. This thesis mainly USES the computer aided analysis method, using CATIA software for air intake system to establish three-dimensional model, the working process of the air intake system simulation combined with three dimensional flow field, the use of ANSYS software for simulation analysis, flow-limiting valve, regulator cavity volume and intake manifold parameters of preliminary data simulation, compared with ideal value, find out the defects of parameter optimization, and then on the second of the simulation analysis, reasonable arrangement of each parameter value, eventually make four pipe inlet uniform stability of the intake manifold.

Key words：FSAE racing car；Air intake system；The flow field analysis；

目  录

第一章  绪论 1

1.1FSAE赛车的历史背景以及介绍 1

1.2国内外研究现状 1

1.3发动机进气系统的介绍 2

1.3.1进气系统的定义 2

1.3.2进气系统的组成 2

1.3.3进气系统的分类 3

1.4FSAE赛车进气系统的构成 4

1.5课题研究的主要内容 4

第二章  进气系统的设计方案 5

2.1进气系统设计流程 5

2.2选择进气形式 6

2.3节气门体类型选择 6

第三章  进气系统各部分参数的确定 7

3.1确定系统参数 7

3.2进气总管长度的确定 7

3.3限流阀的选择 7

3.4稳压腔体积的确定 7

3.5进气歧管的结构参数确定 8

3.6进气系统的模型确定以及分析 8

第四章  进行系统优化参数过程 10

4.1限流阀开口渐缩角参数的优化 10

4.2扩散器锥角参数的优化 10

4.3稳压腔体积参数的优化 11

4.4进气歧管的优化 12

4.5优化的结果对比 12

4.5.1参数对比 12

4.5.2质量流量的值对比 12

第五章  利用软件进行进气系统分析 14

5.1 ANSYS软件介绍 14

5.2 选择边界条件 14

5.3流场分析 14

结束语 18

致谢 19

参考文献 20

第一章  绪 论

1.1FSAE赛车的历史背景以及介绍

FSAE方程式赛车在国际上享有盛誉。本赛事是一项全面的赛事，不仅对使用赛车进行一个整体技术考验，而且对整个团队的合作运营能力进行较量。FSAE赛事在1979年由美国的汽车工程师组成的协会创立，到现在有接近五十年的时间。举办该赛事的国家有美、英、德、意、澳等国家，本赛事致力于学生对车辆工程的设计与开发。2010年中国汽车工程师协会联合一些地方单位举办了国内的第一次FSAE赛事，国内众多具有汽车相关专业的高等院校积极参与该比赛，参赛者大多为在校的本科生或者研究生，超过20个院校的代表车队参加了国内FSAE第一届比赛。之前湖南大学的车队在2007年就代表中国参与了美国举办的 FSAE 方程式比赛，并且取得了优异的成绩。上海、厦门等一些城市的历史悠久大学，例如上海交大的赛车团队远赴海外参与该项赛事。