发动机泄气制动数值模拟及其性能优化研究：1674??2974(2014)05??0001??07??收稿日期：20131127??基金项目：国家自然科学基金资助项目（51276056）;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室自主项目（61075002）??：龚金科（1954-），男，湖南临澧人，湖南大学教授，博士生导师???k通讯联系人，E-mail:gong激nke@126；380188297@qq?お?摘要：为优化发动机泄气制动性能，用UG软件建立了三维模型，应用动态网格技术对模型进行了网格划分并对气门和活塞的运动规律进行设置和定义.用Fluent软件对泄气制动工作过程进行三维瞬态数值模拟，分析了泄气制动过程活塞压力变化情况，并根据活塞瞬时受力得到各状态下发动机平均制动功率，得出排气背压、排气门开度、发动机转速对制动性能的影响.通过优化工作参数，提高了泄气制动性能，最后进行实验验证，结果表明最大误差为5.2%，最小误差仅为4.1%，表明模拟结果有较高精度和准确性.??关键词：发动机；动态网格技术；数值模拟；泄气制动；制动性能??：U461.3文献标识码：AResearchontheNumericalSimulationandPerformance??OptimizationofEngineBleedingBrake?お?GONG激n??ke???k，PANHai??激e，YUMing??guo，激ANG激e，TIANYing??hua??(StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufacturingforVehicleBody,HunanUniv,Changsha,Hunan410082,China)Abstract:Inordertooptimizetheperformanceofenginebleedingbrake,athree??dimensionalmodelwasbuiltwithUG.Themodelwasdividedintogridbythedynamicmeshtechnique.Besides,themotionruleoftheintakevalveandpistonwassetanddefined.Byapplyingthethree??dimensionaltransientnumericalsimulationintheprocessofenginebrakeworkingbyFluent,thechangesofpitionpressurewereanalyzed.Accordingtothepiston'sinstantaneousforce,theengineaveragebrakingpowerindifferentconditionswascalculated,andthentheinfluenceofexhaustvalvelash,enginespeedandexhaustbackpressureonenginebrakingperformancewasalsoobtained.Byoptimizingworkingparameters,theperformanceofenginebleedingbrakewasenhanced,andthesimulationresultswereverifiedwithexperiments.Theresultshaveshownthatthemaximumerroris5.2%,andthesmallesterrorisonly4.1%.Itisshownthatthesimulationresultsareofhighprecisionandaccuracy.??Keywords:engine;dynamicmeshtechnique;numericalsimulation;bleedingbrake;brakingperformance?お?为限制车速，车辆往往要频繁使用制动器，造成制动鼓和制动片过热，从而使制动效能降低，甚至会造成制动能力完全消失.所以，在现代商用车特别是大型商用车上增加辅助制动装置已成为趋势甚至成为硬性规定????/[1-??????3??????/]??.泄气制动作为一种重要的辅助制动系统，在国外已有较多应用，大大增加了行车安全性.国内对泄气制动的研究、生产和应用还处于起步阶段????/[4-7/]??.??国内外对泄气制动研究主要是通过数学软件对泄气制动的模型编写程序进行模拟计算，且多为对缸内压力及流场的分析，对泄气制动性能缺乏系统的研究????/[8-11/]??.本文运用动态网格技术对泄气制动工作过程进行了三维瞬态数值模拟，这比传统的数值计算更精确，不但显示了活塞压力的变化情况，而且得出了各状态下平均制动功率的大小.通过模拟计算直观系统地对泄气制动性能进行了研究，为开发性能优良的泄气式辅助制动器提供参考依据.??1发动机泄气制动过程??泄气制动原理：通过在发动机配气系统中加装一套控制机构，使排气门在发动机泄气制动过程中始终保持一定的开度，气体充量在压缩和膨胀冲程时通过排气门从气缸排出，减少了缸内充量在膨胀冲程中对活塞的做功，从而增加了发动机的制动功率????［11］??.图1为发动机泄气制动工作示意图.????图1泄气式辅助制动工作过程示意图??Fig.1Schematicdiagramofbleedingbrakeworkprocess??2发动机泄气式辅助制动数学模型??在泄气制动过程中，缸内停止供油，不发生燃烧现象，缸内工质成分在一整个循环内基本保持不变.取气缸为开放的热力系统，系统通过气门及气缸壁与外界进行物...