第33卷(2011)第1期
性能与排放
柴油机 Diesel Engine
排气管特征参数优化设计研究
强永平，郑昊，徐春龙，许俊峰，文明（中国北方发动机研究所，山西大同037036）
Vol. 33(2011)No. 1
摘要：对某型荣油机强化后的排气管的主要特征参数进行优化设计；分析了排气管特征参数总管直径、喉口收缩率以及入流角对总体性能及换气损失的影响，其中，排气总管直径对性能影响较大，喉口收缩率次之，排气入流角的影响甚微；并得出满足总体性能指标的排气管特征参数的合理范围。
关键词：排气管；特征参数；优化
中图分类号：423.4*5
文献标识码：A
文章编号：1001-4357(2011)01-0014-06
Optimization Design of Characteristic Parameters of Exhaust Pipes
Qiang Yongping,Zhen Hao,Xu Chunlong,Xu Junfeng,Wen Ming
(China North Engine Research Institute;ShanxiDatong 037036)
Abstract: The main characteristic parameters of an improved diesel engine's exhaust pipe are optimized. The influence of the main pipe diameter, contraction percentage and inflow angle on the overall performance and scavenge loss are analysed, which shows that the main pipe diameter has bigger influence on performance, contraction percentage's influence is less, and inflow angle's is the least. Moreover, the reasonable range of the characteristic parameters satisfying the overall performance requirements aregiven.
Keywords:exhaust pipe; characteristic parameter;optimization
0前言
发动机换气过程是由进、排气系统和配气系统的共同作用来完成的，换气过程的各个环节的协调配合是保证发动机动力性能的前提和关键(1)。因此内燃机对排气的要求为：排气系统废气流通通畅，能有效消减排气噪声，有效利用废气能量等。面排气系统的选择及特征参数的选取对总体性能以及增压系统的匹配至关重要。
过去的经验设计法是一种试凑法，设计周期长、消耗大，难以得出最佳设计方案，无法满足现代内燃机设计要求。近年来，随着计算机技术的发展，计算流体力学(CFD)软件在发动机工作过程的研究中得到广范应用2]，大大缩短了发动机的研
究开发周期。本文采用的AVL一BOOST软件是适用于优化分析发动机主要结构参数的性能分析软件[3]，它以一维流体动力学为基础，用有限体积法进行数值计算，能用于研究进排气系统结构因素（如分歧、汇合和弯曲等部分)对流动的影响：使得对发动机主要结构参数优化设计成为可能。
本研究的目的是利用AVL公司的BOOST性能优化软件对某柴油机强化后排气管主要特征参数的合理范围进行研究。
排气系统参数
某柴油机排气系统采用MPC型式，此系统特征参数主要为总管直径、喉口收缩率和人流角度。
排气总管直径：50~120mm；间隔：10mm。
收稿日期：2010-03-05；修回日期：2010-07-02
作者简介：强水平（1971-），男，工程师，主要从事内燃机工作过程研究，E-mail：qPqzb2003@163.com。