基于FSC 的Honda CBR600 发动机排气系统设计

苏 炜，艾天乐，郑心怡

（武汉理工大学国际教育学院，湖北 武汉430000）

中国大学生方程式汽车大赛（FSC）是一项由高等院校汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。排气系统的基本功用是将发动机做功所产生的废气排出体外，其布置形式的选择以及结构参数的选定对发动机的性能有巨大影响[1]。

由于要满足空间合理布局及性能、噪声要求，需对原车排气系统进行重新设计，主要包括排气歧管设计及消音器设计。在排气歧管设计中，运用GT-Power 仿真确定了排气歧管的长度及结构形式，通过CATⅠA 进行建模，借助Fluent进行流体分析得出排气管道内流体压力及流体流速的分布情况，从而进一步进行结构优化；在消声器的设计中，主要是通过GT-Power 软件模拟了不同结构形式的消音器，确保噪声在规则允许范围内[2]。

1 排气歧管设计

在分析了2018 赛季发动机动力缺陷的基础上，本部分排气歧管设计将以降低发动机排气阻力、提高功率和扭矩输出为目标，基于一维CFD 仿真软件及三维CFD 仿真软件对发动机排气系统进行优化。首先基于18 年发动机参数及台架试验数据搭建一维仿真模型，利用GT-Power 对发动机排气歧管长度及布置方式进行了一维CFD 仿真，确定发动机排气歧管长度参数及排气歧管；其次以提升排气歧管各缸均匀性和排气阻力为目标对排气歧管进行三维CFD仿真优化。

1.1 运用GT-Power 对发动机进行建模

GT-Power 是由Gamma Technologies 公司开发的模拟仿真工具，该软件采用有限体积法进行流体的计算，能进行直接优化、DOE 设计/优化，能进行进、排气系统噪声分析，能对进、排气系统的消音元件进行优化设计。……