[发明专利]空气滤清器的结构改进方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车零部件设计制造技术领域，特别涉及一种空气滤清器的结构改进方法。

背景技术

随着经济的发展，汽车成为大众消费品，汽车走进千家万户，同时人们对汽车产品质量的要求也越来越严格，因此，研发人员需要不断的对汽车的各种装置、组件以及元件进行优化，以使汽车的性能不断提高，其中，作为汽车的动力源，发动机舱内的元件直接影响汽车动力的好坏。

由于发动机舱的总布置的限制，空气滤清器的结构往往存在不合理的地方，影响其性能，如空气进入发动机之前，经空气滤清器过滤后空气压力达不到要求，会造成发动机进气不足。

因此，对空气滤清器的改进设计是一项非常重要的工作，也是一个研究的热点；而目前的对空气滤清器的结构改进往往以台架实验为基础，实施成本高，实现效果差。

发明内容

本发明的目的是提供一种实施成本低的空气滤清器的结构改进方法。

一种空气滤清器的结构改进方法，所述方法包括：对空气滤清器的预选性能指标进行流体力学分析，以找出优化区域，并根据所述优化区域确定对应的结构参数及所述结构参数的取值范围；所述优化区域为影响所述预选性能指标的因素；分析所述取值范围内的各个参数对所述预选性能指标的灵敏度，同时进行排序，并按灵敏度从大到小的顺序对各个参数逐个进行优化；用最优参数验证优化结果，如满足要求，则结束，否则重复执行根据所述优化区域确定对应的结构参数及所述结构参数的取值范围的步骤，直至优化结果满足要求。

上述空气滤清器的结构改进方法，通过计算机仿真软件对空气滤清器的预选性能指标进行流体力学分析，再分析参数对空气滤清器性能的灵敏度，根据灵敏度的大小对这些参数进行有序的优化，从而达到整体优化的目的，因为整个方法基于计算机仿真软件进行，具有周期短，成本低的特点，且方法流程简单易行，操作方便，对软件使用者的要求低，适用于技术力量不足的小型空气滤清器生产厂商。

进一步地，当空气滤清器性能与各参数的函数关系F(x₁，x₂，···，x_n)是已知，则所述分析所述取值范围内的各个参数对性能指标的灵敏度的方法步骤包括：

根据公式：获取各个参数对性能指标的灵敏度。

进一步地，当所述预选性能指标为从进气口到出气口的压力损失，且F(x₁，x₂，···，x_n)的表达式并不确定，则所述分析所述取值范围内的各个参数对性能指标的灵敏度的方法步骤包括：根据公式：d(ΔP)＝ΔP_i’-ΔP_i得到x_i增加一个单位(dx_i＝1)时的压力损失与空气滤清器的压力损失的差值；再根据公式：获取各个参数对性能指标的灵敏度；其中，ΔP_i为空气滤清器的压力损失，ΔP’_i为x_i增加一个单位(dx_i＝1)时的压力损失。

进一步地，所述按灵敏度从大到小的顺序对各个参数逐个进行优化的步骤包括：

将D_i等比分成m个区间，得到m+1个区间端点，计算在这m+1个端点处的压力损失，然后做出散点图并用光滑曲线连接，从曲线中得出最小的压力损失点，其中D_i为所述取值范围。

进一步地，所述从曲线中得出最小的压力损失点的步骤之前，所述方法还包括：以此最小压力损失点为中心，0.5D_i/m为半径，重复所述按灵敏度从大到小的顺序对各个参数逐个进行优化的步骤，再做等距搜索，以得到的所述最小压力损失点作为最优解x_i^*。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的空气滤清器的结构改进方法的流程图；

图2为改进前的空气滤清器的总体压力云图；

图3为图1中的空气滤清器的局部压力云图；

图4为图1中的空气滤清器的局部高压图；

图5为图1中的空气滤清器的速度矢量图；

图6为图1中的空气滤清器的出气管的圆角半径的灵敏度曲线图；

图7为图1中的空气滤清器的进气口的进气夹角的灵敏度曲线图；

图8为图1中的空气滤清器的压力损失ΔP与圆角半径R的函数关系图；

图9为图1中的空气滤清器的压力损失ΔP与进气夹角θ的函数关系图；

图10为改进后的空气滤清器的压力云图；