缸内直喷汽油机复合喷射进气歧管设计

进气歧管是发动机进气系统最关键的零部件,由于塑料进气歧管的成本低、质量轻等优点,已逐渐取代了传统的铝合金铸件歧管。本文在吉利4G15GDI发动机基础上,设计了4G15GDI发动机的塑料进气歧管。 针对GDI发动机存在的主要排放问题未燃HC和NOx,提出了燃烧理论空燃比的复合喷射技术方案和运用EGR分层技术。通过稳压腔辅助喷射燃油和缸内直接喷射燃油,在缸内形成准均质混合气,利于燃烧,减轻HC排放;通过EGR分层技术,在进气冲程使再循环的废气和油形成废气-油气-废气馅饼状分层,以大大提高发动机对EGR的耐受力,实现高EGR率,降低NOx排放。这两种技术的结合,使GDI的排放问题得以解决。 为了组织合理的进气流动,利用一维发动机工作过程仿真软件BOOST,建立了4G15GDI发动机计算模型,确定了稳压腔容积、歧管长度、直径等基本参数。根据复合喷射和EGR分层技术的原理,设计了复合喷射辅助喷油器的位置和EGR分层进气的进口、通路和出口结构,建立了塑料进气歧管的三维模型。CFD流体力学分析和ANSYS结构力学分析的结果表明,进气歧管设计满足设计要求。 制作了快速成型样件,在气道稳流实验台上进行了进气一致性的测试和EGR分层充气的模拟对比试验。试验结果表明:本文设计的进气歧管四缸进气均匀性满足设计要求;EGR分层充气能够有效的增加滚流强度。