发动机冷却水套设计方案的比较分析

根据某汽油发动机开发的需要,对机体-气缸盖水套结构进行了优化设计,以保证整机的冷却要求.利用商业CFD软件对初始冷却水套设计方案进行计算,并对计算结果进行分析,指出流场存在的问题.根据分析提出三种优化方案,随后对优化方案进行计算、比较,确定了最后的水套结构.从优化结果可以看出,导流凸台和导流筋在水套结构优化的过程中起着重要的作用.     

柴油机气缸盖热负荷实例分析与优化

某欧VI高功率柴油机在耐久试验中气缸盖排气门鼻梁区中间位置出现开裂故障,针对故障对气缸盖和水套进行流固耦合(fluid-structure interaction,FSI)分析、对气缸盖进行热机耦合应力分析,以分析作为基础对水套、鼻梁区开槽减薄厚度2个方面进行优化改进。结果表明:缸盖热负荷改进效果明显,未再出现开裂问题,优化方案可以为气缸盖设计优化提供参考。     

用三维有限元法对柴油机气缸盖几个设计方案作对比分析

以Z6110型柴油机缸盖为例,采用三维有限元建模对几个缸盖方案进行了结构强度对比分析,计算了气缸盖的温度场、综合应力场。其计算结果和试验结果基本吻合,为柴油机气缸盖结构设计改进提供了理论依据。     

降低车用6缸柴油机热负荷的研究

针对某车用6缸柴油机整机热负荷过高,气缸盖鼻梁区出现热裂等问题,进行了整机热负荷、气缸盖底部温度测量、气缸盖底面上水孔水流分布等试验研究和水套内三维数值模拟分析。结果表明:水散热器散热能力不足和冷却水流量偏小是导致该型柴油机热负荷过高的主要原因;气缸盖水套内水流不合理,仅有约12.22%的冷却水对气缸盖底部进行了有效的冷却,是气缸盖底部热负荷过高造成鼻梁区热裂的主要原因。基于此,提出了4种气缸盖结构改进方案,通过数值模拟和试验验证得出,改进方案一能使气缸盖底部流速提高1.68倍,气缸盖鼻梁区最高温度降低12.2℃。采用气缸盖改进方案在同时提高冷却水泵转速、改善水散热器能力,不仅可进一步改善气缸盖热负荷,使鼻梁区温度降低,而且还可较好地解决整机热负荷问题。     

车用柴油机冷却系统的CFD分析

利用计算流体力学商用软件FLUENT对CA498柴油机的冷却水套进行了模拟，给出了整机冷却水套内冷却液的流场，传热系数分布和压力损失。水套总压力的计算结果为40kPA。气缸盖水套保证水流速度高于0.5m/s，冷却良好。气缸体水套结构需要改进，以清除局部冷却液死区，进一步改善冷却均匀性。机油冷却器冷却水腔的流动保证了足够的传热系数。     

重载柴油机气缸套变形分析及结构参数优化

简要分析了某重载柴油机的钢制薄壁顶置湿式气缸套在装配和使用过程中出现变形超差的影响因素。建立了由机体、气缸盖、气缸垫、机体螺栓、气缸套组成的组合结构有限元分析模型，利用多方案数值计算方法研究装配使用过程中气缸套变形机理及结构敏感部位参数，以便对改进设计提供理论指导和依据。优选的气缸套参数已用于某重载柴油机演示验证样机的气缸套结构设计改进。     

某小缸径柴油机气缸盖冷却水腔改进设计

针对某小缸径柴油机单体气缸盖在试验过程中出现的故障,对气缸盖冷却水腔结构进行了改进设计,改进后运用有限元法对水腔进行了CFD流体分析,验证了水腔结构的合理性,最后通过整机台架试验验证了气缸盖的可靠性。     

柴油机气缸盖热负荷模拟计算与结构改进

以YZ4105QF柴油机热负荷为研究对象,利用热电偶测试技术,测量了标定工况下YZ4105柴油机气缸盖温度。在此基础上,利用Pro／E三维造型软件建立了气缸盖的三维实体模型,确定了相应的换热边界条件;利用大型有限元分析软件ANSYS计算分析了气缸盖的温度场和热变形,并对气缸盖的结构提出了改进措施。     

某气缸盖冷却水腔数值模拟与结构优化研究

以某高功率密度柴油机气缸盖冷却水腔为原型,采用计算流体动力学（CFD）方法对其做了详细的三维流动与换热数值模拟,然后对水腔内流速与水腔壁面换热系数做了详细的分析。在此基础上对水腔结构提出了3种不同的改进方案并进行数值模拟．比较计算结果发现。3种改进模型平均对流换热系数大幅提高,最低也可达到28．8％,最后,从流场分布的合理性出发,选定改进方案3作为最终优化方案,其平均对流换热系数提高35．2％,压降降低15．9％。     

基于热流固直接耦合法的柴油机冷却水腔结构优化分析

针对495ZLQ柴油机原冷却水腔结构存在机体水腔周向流动不善,缸盖水腔后部及底部存在低流速区的问题,提出了三套改进优化方案。采用热流固直接耦合法分别建立机体-缸盖-缸套-缸垫-冷却水腔的整机流-固耦合传热模型,利用自适应网格划分技术进行网格划分,进行了不同柴油机工况下的数值模拟计算。研究结果表明:在不同工况下,方案3为最优方案;对于机体冷却水腔,采用双侧进水使得优化后的机体第一、第二缸排气侧冷却水流量比原机增大了约2.5倍,改善了机体水腔内冷却液的周向流动,降低了缸套内表面进排气侧的周向温差;对于缸盖,降低主喷孔高度及设计引流帽结构可以提高缸盖鼻梁区冷却液的流速,从而改善该处的热负荷状况。     

基于CFD的船用柴油机缸体水套设计

利用数值模拟对6170型船用柴油机的冷却水套进行了冷却性能研究,优化设计了缸体冷却水套.对原机缸体冷却水套内冷却水的流场分布、冷却水套内壁面换热系数、各缸冷却均匀性和压力损失进行了分析.计算结果表明：原机缸体水套上部存在冷却强度不足、冷却均匀性差的缺陷,不能满足缸套冷却要求.通过计算提出了提高缸体上部冷却强度及改善冷却均匀性的优化设计方案,从而满足了气缸套的冷却需要,确保了发动机工作的可靠性.     

某汽油机冷却水套三维CFD分析

鉴于冷却水的流动与传热会直接影响发动机的冷却效率,高温零件的热负荷,整机的热量分配和能量利用,使用计算流体力学(CFD)软件对某汽油机冷却水套进行三维CFD分析,得到了冷却水套内冷却液的流场、换热系数分布、压力损失以及流量分布等信息,计算结果表明:该机冷却水套中流速和换热系数均能满足设计要求;气缸盖3缸冷却效果好于其它两缸。     

基于Chen模型的缸盖冷却水腔内沸腾传热研究

基于Chen模型研究了柴油机模拟冷却水腔内的沸腾传热,并与试验数据进行对比,验证了模型的适用性,并将此模型应用于柴油机缸盖及冷却水套内的耦合传热计算。计算结果表明:沸腾传热可有效提高冷却水的换热能力,降低冷却水套壁面局部高温区域的温度,降低缸盖本体的温度梯度,从而降低缸盖热负荷及热应力;考虑沸腾时,缸盖局部温度点仿真计算结果与试验结果误差更小。     

一种适用于缸盖水腔沸腾传热计算的模型

基于VC 6.0开发了一种单相流沸腾传热模型,通过引入空泡份额的概念将沸腾发生时的流场看作一个气液均匀混合的单相流,从数学上对该模型进行了描述并介绍了模型的数值实现方法。通过与实验结果的对比,表明模型适用于缸盖冷却水腔内沸腾传热计算。实验和计算结果还表明,压力对沸腾传热的影响较为明显。最后以226B型发动机水腔为工程应用对象,计算出了水腔内的空泡份额分布和水腔内的流度分布情况。     

用复声强法和模态分析法研究内燃机表面噪声

本利用复声强法测量内燃机表面噪声场分布，对各测点声压值进行了频率分析，结合内燃机表面覆盖件有限元模型的模态分析，确定部分覆盖件主要由于共振产生了较大的表面辐射噪声，通过改变覆盖件结构改变其自振频率，达到了降低表面辐射噪声的目的，结果证明，通过结构参数的改变来降低表面辐射噪声是行之有效的。     

某柴油机滤清器支架的仿真计算及结构优化

针对某型柴油机在工作过程中出现的滤清器支架失效问题,采用ABAQUS、FEMFAT等软件对该支架进行有限元分析。通过模态分析评估支架是否存在共振风险;通过静强度和疲劳寿命校核,评估支架是否存在疲劳失效风险。在此基础上对原支架结构进行了优化。改进后的支架随整机通过了可靠性试验验证。结果表明:支架优化方案合理,能够满足使用要求。     

相变换热技术在水套加热炉节能改造上的应用

本文介绍了用相变换热技术改造水套加热炉的原理和方法，对改造前后水套加热炉的排烟温度、热效率和燃气耗量等指标进行了测试和分析，并对改造前后水套加热炉的经济性进行了对比。     

基于CFD分析的某四缸机进气EGR混合均匀性研究

各缸EGR率的均匀一致性控制,对于发动机NO_x排放达标至关重要。针对某四缸柴油机设计了4种不同EGR结构方案,并采用AVL FIRE软件分别对其进行EGR混合均匀性模拟分析。分析表明:进气接管朝发动机中间,EGR管从进气接管侧方伸入的结构,其EGR均匀一致性最好。为后续的设计奠定了基础。     

汽油机排气消声器对动力性影响的模拟分析

为了在设计开发中预测消声器内部结构对发动机动力性的影响,利用数值模拟软件GT-POWER建立了捷达发动机和其配套消声器的联合模型,并且通过实验进行了模型的验证,利用验证好的模型,研究了排气系统对发动机动力性的影响,并且研究了消声器内部压差分布情况,结果表明在发动机中低转速时,消声器对发动机造成的功率损失很小.在高转速时...     

水平对置柴油机曲轴动应力及疲劳分析

现代发动机设计对功率密度提出更严酷的要求。在水平对置柴油机设计过程中,针对曲柄连杆机构的特殊结构形式,采用计算机辅助工程设计技术,利用运动学和动力学分析结果,基于Abaqus软件进行有限元动应力计算;分析不同时刻发动机的应力分布状况,同时根据所计算出的动应力谱进行疲劳分析,为曲轴优化设计提供重要依据。