CATIA的FSAE赛车进气系统的流场分析(2)

FSAE赛事最近几年进入中国地区,这不仅为中国大学生提供了一个新的设计选用制造类的活动,加强了高等院校的综合设计能力,提高了团队协作的精神,


FSAE赛事最近几年进入中国地区,这不仅为中国大学生提供了一个新的设计选用制造类的活动,加强了高等院校的综合设计能力,提高了团队协作的精神,也促进了国内许多院校交流的机遇,为今后学校、个人的发展提供良好的基础,培养学生的动手操作能力。

1.2国内外研究现状

2010年第一届中国FSAE赛事,官方规定所有的参赛车辆的发动机必须为CF188发动机。有些参赛的车辆在进气系统方面没有任何的设计改进,但是车辆却保留了化油器装置。有一些车队对发动机的电控单元、电喷单元这一方面进行改装,进气系统选用常用的自然进气方式,设计赛车。但是也有一些学校团队的赛车做得比较前卫,不仅仅为发动机加装了电控电喷,并且加装了涡轮增压装置,但是加装涡轮增压系统,会面对很多的棘手问题,按照目前中国赛事的情况来看,没有充分的经验前提下,加装涡轮增压系统对发动机弊大于利,因为我们目前对这一块的掌握的知识太少,对汽车的整体系统需要更进一步的改进。国内FSAE在2011年的比赛开始就取消了对发动机规格的限制,所有参赛车队选用的发动机只要求排量在610cc以下,其他条件没有绝对的限制,本次设计选用的是本田CBR600 F4i,此发动机自身已经是电控发动机。

国外FSAE赛事由于比我们国内开展的比较早,他们对进气系统的理解与发展,肯定比国内的要深刻很多,美国劳伦斯理工大学的车队代表总结了很多相关的经验,他们说很多的FSAE车辆都试着加装涡轮增压系统,虽然整个系统对赛车动力性能提升很大,但是涡轮增压系统带来的负面效益远远超过了它带来的好处。劳伦斯理工大学车队对赛车进行四年的涡轮增压技术改进,但是仍然存在很多问题未能处理,涡轮增压带来的弊端也无法避免,最近一段时间他们官方声明已经放弃了涡轮增压系统,重新换回传统的自然进气方式。

1.3发动机进气系统的介绍

1.3.1进气系统的定义

进气系统是指空气进入发动机气缸,气体在气缸所需要经过的零件组成的一个系统。打个比方,将发动机比作整个汽车的心脏,那么进气系统就是整个汽车的动脉,合理设计的进气系统可以直接改善发动机的动力性能和使用寿命,进气系统就像一个看门的卫士,保证输送进来的混合气体是充足、清洁的,为发动机的稳定工作提供动力。

1.3.2进气系统的组成

发动机的进气系统主要由进气管总成、空气滤清器总成、增压器、中冷器、进气歧管和进气阀等组成。空气通过空气滤清器,对空气中的杂质进行过滤,然后通过空气流量计,气体通过进气总管道进入进气歧管, 与汽油进行混合,以一定的比例形成满足动力的油气,混合气体进入气缸内,经过火花塞点燃,使燃料燃烧,对活塞做功然后产生动力。

1.3.3进气形式的分类

汽车的进气方式主要分为三种:

(1)自然进气:自然进气是最传统也是用的最多的进气方式,它是由于气缸内外存在一个气压不等,利用压强原理把气缸外部的气体吸进内部的一种方式。

(2)涡轮增压:涡轮增压,在很多汽车上装载这种装置,奥迪汽车尾部右后方带有T标志的,都是装载的涡轮增压装置的汽车。涡轮增压是利用气缸内产生的没有用的废气,回收后与下一次进入的新鲜气体进行一次混合,然后接着输入利用的装置,这种装置可以提高发动机的进气量,通过提高进气量来提高功率输出,使汽车开起来动力更足,就有了更大的动力输出。就拿1.8T的别克君越发动机来说,实际动力和2.4L发动机差不多,但是总体的一个耗油量却没有高出多少,间接提高了燃油经济性和减少排放。但是增压之后会使发动机在工作情况的温度升高,发动机的寿命无形间会大大减少,而且润滑效果也会减少很多,这个原因如今限制了涡轮增压的发展前景。