排气歧管是发动机排气系统的一个重要环节,其结构的合理性直接影响着发动机的性能。在设计过程中,排气歧管内腔表面光滑及各个支管之间相互独立,并尽可能地利用气体的波动效应和惯性效应,不出现排气倒流现象;排气歧管实体结构要能够承受高温废气的热冲击和发动机工作时产生的机械振动。因此,为了提高发动机的性能,本文以某款汽油机开发项目为锲机,对排气歧管的流体性能和结构性能进行研究具有重要的指导意义。首先本文结合发动机的基本参数和总布置要求,遵循排气歧管设计原则,运用CATIA软件建立两种方案的排气歧管内腔模型和排气歧管实体模型;再根据有限元法理论,运用ABAQUS软件对之前建立的几何模型进行网格划分和材料定义,得到两种方案相应的有限元模型。接着本文结合有限元体积法,通过STAR-CCM+软件对两种方案的排气歧管有限元内腔模型进行稳态流动性能分析。从压力损失、压损均匀性和流场流线三个方面对稳态流动分析结果进行对比,仿真结果表明第二方案排气歧管的流动性能要优于第一方案,有效地避免各个支管的排气相互干扰,降低各个支管的压力损失,改善其压损均匀性,有利于提高发动机的性能。然后本文结合结构有限元法,通过ABAQUS软件对两种方案的排气歧管有限元实体模型进行结构性能分析。先从固有频率和与之相对应的振型二个方面对自由模态分析和约束模态分析结果进行对比,再从最大响应振幅方面对振动响应分析结果进行对比,仿真结果表明第二方案排气歧管的结构性能要优于第一方案,有效地提高结构强度,有利于提高发动机的可靠性。最后本文对搭载两种方案排气歧管的发动机进行性能试验测试。从发动机外特性、万有特性和可靠性三方面对试验结果进行对比,试验结果表明第二方案排气歧管外特性和万有特性都要优于第一方案,第二方案排气歧管通过了发动机可靠性的考核,同时也满足涡轮增压器总成的使用要求。通过试验结果和仿真结果对比,确定第二方案为该汽油机开发项目排气歧管的最优方案,达到提高该汽油机性能的目标,已获得项目组认可,实现汽油机量产化,并验证软件仿真分析的准确性,为今后建立相应的数据库做好铺垫。