随着传统能源的逐渐减少和愈加严峻的环境问题,国内预计在2023年全面实行国六b标准,对发动机的排放提出更严格的要求。近年来,集成排气歧管技术由于其低成本、低排放和低油耗的优点,被汽车行业广泛关注,但相比国外企业,国内车企在此方面的研究尚处于起步阶段。在此背景下本文基于一台1.5 L汽油机对集成排气歧管在发动机上的应用进行了仿真和试验研究,揭示了集成排气歧管对发动机动力性能的影响,并对原因进行了分析,为后续集成排气歧管应用到现有的发动机平台提供了数据支持和理论指导。通过研究排气道和排气歧管的仿真方案与评价方法,提出了集成排气歧管的稳态仿真方案与评价方法,并根据此方案探究了4-1型集成排气歧管结构排气出口位置对流动性能和均匀性的影响。结果显示:侧置式集成排气歧管四缸流通性能最优,一缸流通性能最差,流通均匀性最大偏差为17.1%;中置式集成排气歧管流通性能优于侧置式,流通均匀性最大偏差为9.8%。将排气出口置于中间位置可以对排气进行良好导流,增加排气流速,并可以降低排气的不均匀度。然后研究了采用中置式集成排气歧管后对汽油机性能的影响。研究结果显示:采用中置式集成排气歧管后低速动力性能降低,高速动力性能略有升高。采用集成排气歧管后,联合运行线向左移动,导致低速增压器效率降低,进而影响进气量。以1200 r/min为例探究低速扭矩下降的原因。采用集成排气歧管后涡前峰值压力提高,峰值时刻提前,涡前压力状态的变化导致涡轮和压气机工况点发生变化,效率增加区域的面积小于效率减少区域的面积,从而降低了增压器的总效率。峰值压力升高并且提前到来使得排气干扰现象加剧,废气回流增加,缸内残余废气较原机增加。接着探究不同形式的集成排气歧管对性能的影响。4-2-1型集成排气歧管排气出口上下分层的形式可以明显降低排气干扰现象,提升低速性能。对采用了4-1型集成排气歧管的发动机进行了样机试制和试验分析,试验结果显示:4-1样机1000～1200 r/min时动力性能略有下降,其他转速动力性能提升。中高速大负荷工况燃油加浓区域减少,HC和CO的排放得到显著改善。