增压汽油机水套流场结构分析及优化

汽油机小型化、增压化增加了整机热负荷强度,对冷却水套的设计提出了更高的要求。在某增压汽油机水套开发过程中,探索了一些新的分析设计思路:从总体估计水套的流动趋势,识别流动关键流动通路;逐个单独连通关键缸垫上水口,通过考察水套流场,观测关键流动通路的流量分配,找出水套流场的规律;根据水套流场的规律,针对性地进行结构优化,调整关键流动通路的流量分配比例,使之趋于更均衡更合理。进行水套工况模拟及缸体缸盖热负荷模拟,通过水套表面HTC分布与缸体缸盖温度分布对比证明了水套优化及分析设计思路的合理性和有效性。     

某发动机缸盖水套气蚀故障分析

某款发动机在开发初期,道路试验过程中出现排气冒白烟的现象,拆机查看后,认定是冷却液在缸盖内流动分布不合理引起发动机局部过热,进而缸盖局部形成核态沸腾,导致缸盖水套气蚀剥落,发动机冷却水进入燃烧室,出现排气冒白烟.本文针对水套冷却液流动分布不合理这一因素,运用仿真计算预测水套冷却液的流动分布,并为此水套进行优化设计,为问题的解决提供参考依据.     

柴油机机油冷却器水套结构的优化设计

对不同结构的冷却器水套进行了整机水套CFD计算,获得了机油换热器水套压力场分布、速度场分布和对流换热系数等信息,为优化设计机油换热器水套提供了理论依据,通过优化设计解决了发动机机油温度和水温偏高的工程问题。     

某4缸乘用车柴油机冷却水套的设计优化

介绍了长城汽车研发的一款高性能"2.0VGT"柴油发动机冷却水套的设计优化过程,该发动机在进行可靠性试验过程中发现缸盖第1缸鼻梁区存在裂纹,导致冷却水渗入燃烧室发生失火。经过CFD模拟分析,采用优化垫片水孔结构,调整水孔上水量,得到优化后方案整体压力场,局部速度、对流传热系数、温度场的分布等均比优化前有明显改善。特别是优化后方案提高了缸盖第1缸鼻梁区(排气道与喷油器之间水路)冷却水的流速,避免了鼻梁区由于热负荷较大而导致的结构断裂问题。     

某四缸柴油机冲缸垫故障分析

对某冲缸垫故障柴油机进行了有限元分析,发现其主副推力方向变形较大,与采用德国HOMMEL缸筒变形仪测量的缸筒变形结果趋势吻合。重点提出了气缸体顶面刚度不足,可能是导致缸筒上部变形过大,密封面失效,产生冲缸垫故障的原因。在此基础上对缸体设计和水套布置提出了改进意见。改进后,气缸体通过了热冲击耐久性试验的考核。     

某发动机冷却水套仿真分析

通过CFD软件对发动机冷却水套进行了三维数值模拟,得到了水套流场的对流换热系数以及总压分布。结果表明,整个水套的总压降保持在一个较好的水平,热负荷较大的区域的对流换热系数均超过推荐值。     

欧Ⅲ发动机用全金属缸垫（三等奖）

目前国外高性能发动机90％以上采用的都是全金属缸垫，国内尚处在初级应用阶段，在我国发动机向欧Ⅲ切换的现实需求下，普通复合板等结构的气缸垫片难以满足更高的发动机爆发压力，全金属垫片具有密封性强、可靠性高、环保性好的显著优点，但在技术水平方面尚待突破。针对上述背景，烟台石川密封垫板有限责任公司决定利用自己多年累积的经验和引进日本石川金属垫片相关设计技术研发欧Ⅲ发动机用全金属缸垫。     

增压直喷汽油发动机冷却系统优化的研究

为满足直喷增压高性能汽油发动机的冷却系统的开发需求,基于典型发动机冷却系统设计,借助现代CAE软件分析能力,计算发动机水套压力、温度、速度分布情况,找出最优设计方案。通过试验充分验证系统中各条水路的阻力、压力及流量分配,实现发动机冷却系统的最优匹配。     

发动机水套中沸腾传热的试验与仿真研究

为了更加准确地研究发动机水套内冷却液流动传热问题,在Mixture多相流基础上建立了一套适用于发动机水套沸腾传热的气液两相流模型。以某直列4缸汽油机为研究对象,通过试验对汽油机第4缸火力面温度进行测量,两相流与传统单相流模拟结果对比表明两相流准确性更高。在两相流模拟结果基础上找出了汽油机水套壁面高温危险区,并基于发动机水套的设计要求提出了优化方案。模拟结果表明:优化后水套内冷却液的流动与冷却更加均匀,水套壁面温度明显降低,传热效果得到了提升。本研究可为以后的发动机沸腾传热研究和冷却水套设计提供参考。     

某发动机冷却水套优化设计

本文通过CFD软件FIRE对某发动机的冷却水套模型进行了三维数值模拟,得到了水套流场的压力场分布以及速度场分布。通过对两种方案进行对比,发现方案二的压力损失更低,且流速更快,其散热效果更好,因此选择方案二作为最终方案。     

卧式柴油机冷却水流动特性的影响因素研究

针对卧式柴油机强制冷却闭式循环系统水套结构,试验研究了不同工况下水套入口流量及关键点的温度和压力。采用计算流体动力学(CFD)三维模拟的方法建立了冷却水流动仿真模型,并进行了试验验证。设计了冷却水套结构参数正交方案,通过CFD模拟分析了水泵出水流量、公共水腔截面形状和面积、缸体及缸盖入水孔的设置和分布等水套结构参数对冷却水流动的影响关系。研究结果表明:卧式柴油机缸体入水孔截面积和布置对缸体水套冷却水流动、冷却效果和冷却均匀性有很大的影响;卧式柴油机缸盖入水孔的位置、孔数和截面积等结构参数对缸盖水套的冷却水流动、冷却效果、冷却均匀性及进/排气侧的冷却分布等均有很大的影响。     

XSC26机体挺杆孔加工自动线设计

D6114柴油机机体挺柱孔加工难道大、加工精度要求高。为满足加工精度和批量生产要求,设计了机体挺柱孔的自动加工线。经几年的批量生产来看,该自动线设计达到了所要求的加工精度,满足了批量生产的要求。     

计算流体力学在发动机冷却水套设计中的应用

针对某三缸发动机在试验中出现的“拉缸”现象,应用STAR-CD软件对该机冷却水套中的流场和温度场进行分析,发现水套中存在大范围的低流速区和高温区,通过调整气缸垫中机体通往缸盖分水孔的大小和分布设计了改进方案,利用STAR-CD软件分析得到了最终的优化方案。     

浅谈摩托车水冷发动机的设计

本文论述了某摩托车发动机水冷装置工作原理,介绍了相关零部件的设计。     

车用柴油机冷却系统的优化设计

在柴油机设计开发过程中,考虑到热负荷高、各缸孔间冷却均匀性差、缸盖鼻梁区出现热裂等现象的出现,本文对整机冷却水流速与换热进行模拟分析。通过模拟计算分析,得出冷却水在缸体进气侧从第一缸向第四缸流动过程中,流速与换热系数明显下降,这将会引起柴油机热负荷高、冷却均匀性差;喷油器和气门周边区域换热系数低,这将会是缸盖鼻梁区热裂的主要成因。针对上述设计开发过程中首先要考虑的潜在影响因素,本文提出了缸体水套设计优化方案、缸盖垫片优化设计方案;通过模拟计算的手段,得出本文提出的冷却系统优化设计方案,通过该方案的实施,有效降低产品设计完成后热负荷高、冷却均匀性差以及缸盖鼻梁区热裂等潜在失效风险。     

阻性消声器穿孔率和吸声材料填充密度对发动机性能的影响研究

用GT—power软件建立了一个包含阻性前消声器的排气系统,结合已存在的一个直列4缸汽油机GT—power模型,预测发动机性能。通过改变穿孔率、吸声材料填充密度等阻性消声器设计参数,研究这些参数对发动机性能的影响。并总结了如何有效选择阻性消声器设计参数以提高发动机性能。     

摩托车用发动机连杆弯曲及断裂故障原因动力学分析

本研究以摩托车用发动机为对象,利用内燃机连杆机构的模拟动力学模型对单缸发动机连杆出现的弯曲及断裂问题进行受力分析.通过计算连杆压缩力、燃烧室总压力、往复运动的惯性力及连杆承受的弯矩等来比较目前市场常用的四种机型连杆在工作状态所受的总应力及强度储备安全系数,发现四种机型连杆的强度储备安全系数普遍偏小,特别是152QMI发动机连杆在靠近连杆小头孔处部位更易产生弯曲或断裂.本研究为发动机连杆的设计、质量改正及故障分析提供了科学依据.     

Thermodynamic analysis of a beer engine

This paper shows how the heat reclaimed from the exhaust gas of a gas turbine engine can be used to convert dilute ethyl alcohol (“beer”) to a fuel that can used to power the engine. Ordinarily, there is not enough heat available to distil the weak liquor to sufficient amounts of a strong product (>90%), due to high exergy destruction. In this design, a combination of destructive distillation and ordinary distillation is used, the wet product then being sent to a reformer for an endothermic shift reaction. The high temperature gas is now ready to burn in a gas turbine engine (or high temperature fuel cell). Water in the low temperature stack gas can be reclaimed in a cooling tower, if desired, so as to have no net loss of water for the system. The exergetic (Second Law) efficiency for power production is nearly 50%.     

带扩张段构型超声速气流中横向射流数值模拟

针对带扩张段构型的发动机燃烧室,采用欧拉-拉格朗日仿真方法研究喷注方式、喷孔参数及隔离段燃烧室构型的改变对于射流雾化效果的影响,用以更好地指导发动机设计.结果表明,在保证发动机总体流量不变的条件下,喷孔孔径减小或者喷孔总数量减少使得液气动量通量比增大,有利于同时增大单孔射流穿透深度以及液滴展向宽度.贫燃工况下如当量比为...     

燃油性质与喷油参数对陶瓷隔热复合机燃烧过程的影响

摘要在定容燃烧装置与B1135型单缸机上,对陶瓷隔热复合机的燃烧过程进行了试验研究.结果表明,由于陶瓷隅热复合机的压缩终点温度和压力很高,使滞燃期过短,空气粘度高,着火点在喷油嘴孔口附近,初期火焰横贯喷注,使空气与燃油混合条件差,因而仍沿用常规发动机燃烧系统参数时,燃烧过程恶化、燃油消耗率上升.采用减小喷油嘴孔径、增多喷孔数以改善空气与燃油的混合条件,以及采用低16烷值、低粘度燃油以获得滞燃期加长、着火点远离孔端等措施.对改善陶瓷隔热复合机燃烧过程具有良好的效果.