某发动机排气歧管结构设计与优化开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随石油能源消耗和环境污染等的日益严重，对传统燃油车辆发动机排放系统的性能要求越来越高发动机排气歧管作为发动机缸体和排气系统的连接中枢，直接影响发动机和排气系统的整体性能，其结构对内部高温烟气流动的均匀程度有重要影响，因此，分析排气歧管内部流场、优化结构具有重要意义。

进气歧管作为发动机进气系统的关键零部件，具有将新鲜空气分配到各个缸盖进气道的重要作用，其布置形式和流通结构对进气阻力、进气均匀性和缸内混合气运动有着很大的影响，进而影响发动机的动力性、经济性和排放特性。随着大众对车辆舒适性的要求越来越高，整车对发动机的nvh ( noise vibration harshness) 性能要求也越来越严格。设计合理的进气歧管不仅具有较低的流动噪声，还可以使发动机各缸输出更加均匀，改善发动机乃至整车的nvh 性能，因此，进气歧管的设计已成为保证发动机动力性、经济性、排放特性和 nvh 性能的关键技术之一。

氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的传感部件，是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件。传感器的作用是测定发动机燃烧后排气中氧的含量是否过剩，使发动机能够实现以过量空气因数为目标的闭环控制; 确保三元催化转化器对排气中的 ch_x、co 和 no_x 这3种污染物都有最大的转化效率，最大程度地进行排放污染物的转化和净化。如果氧传感器的位置不合理，就无法准确地监测到来自各缸排气中的氧气含量，会造成错误的闭环控制，导致三元催化转化器的工作效率降低，严重的还可能导致催化器“中毒”，无法满足排放指标。

2. 研究的基本内容与方案

本论文是针对某企业正在进行改进的发动机排气歧管，对排气歧管进行设计、分析并对氧传感器进行优化。先使用catia建立发动机排气歧管三维模型，之后使用hypermesh软件对建立好的发动机排气歧管三维模型进行网格的划分，使用star-ccm 软件完成对排气歧管的速度场、温度场、压力场等的分析，基于分析结果进行结构优化，实现排气系统表面温度分布均匀，避免散热不良，同时保证氧传感器位置布置合理。主要研究内容如下：

（1） 检索文献，了解国内外关于此课题的研究现状，确定研究方案和研究路线；

3. 研究计划与安排

1周（2.24-2.29）：学生提交文献检索摘要。

2-3周（3.1-3.14）：赴校外实习、搜索设计资料，并提交实习日记、实习报告。

4-5周（3.16-3.29）：撰写开题报告。并完成网上提交开题报告。整理论文提纲、设计概要。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 李飞,许涛.发动机后氧传感器的布置方法[j].汽车工程师,2014(10):37-39 46.

[2] 韩艳艳. 发动机排气侧温度场研究[d].清华大学,2015.