某MPC涡轮增压柴油机排温均匀性分析及优化设计

为提高某8缸直列模件式脉冲转换器(modular pulse converter, MPC)涡轮增压柴油机各缸排温均匀性,采用GT-Power仿真软件,搭建整机热力学仿真模型,对比额定工况下各缸的循环进气量、进气和排气道压力波、扫气压差,分析各缸扫气压差不均的影响因素。提出优化MPC歧管倾角、MPC总管直径、气门叠开角、发火顺序4项优化措施。仿真结果表明：优化MPC总管直径、气门叠开角、发火顺序可显著提高各缸排温均匀性,MPC歧管倾角对各缸排温均匀性影响较小。对不同MPC歧管倾角、不同MPC总管直径的柴油机进行台架试验验证。试验结果表明,歧管倾角对各缸排温均匀性影响甚微;将MPC总管直径缩减至原直径的57%,排温标准差由43℃降至30℃,排温均匀性得到显著提高。     

某纵置发动机性能开发

应用GT-Power软件,建立某发动机性能仿真模型,并对进气歧管与排气歧管主要结构参数进行优化计算,分析影响发动机性能的关键因素及影响规律,确定满足布置要求的纵置发动机的进气与排气歧管结构参数,台架试验验证了分析结果,并达到了纵置发动机的开发目标.     

排气歧管结构对发动机性能的影响

一般就四缸发动机而言,由于进排气门重叠开启,会出现排气废气倒流现象,影响发动机的进气充量,导致发动机性能偏低。本文从排气歧管结构对进气充量影响进行分析,得出导致倒流可能存在的原因,同时就分析结果提出优化方案对排气歧管结构进行优化,进行试验验证,确定最终的排气歧管结构,有效地提高发动机性能。     

基于双目立体光学测量法发动机排气歧管热应变试验研究

本文引入双目立体光学测量方法对排气歧管进行高温热应变测量,针对发动机台架搭建并标定三维数字图像相关变形测量系统,利用该系统监测排气歧管在发动机升温-停机-降温过程中的局部区域变形信息,结合数字图像处理算法计算出各测量点在不同温度下的高温热应变。     

汽油机排气歧管计算机辅助设计的研究

本文介绍了自行设计的4缸汽油机排气歧管专用模拟软件FCGE．FOR的一些特点，及研制492Q型汽油机用SPI型排气歧管时应用此软件进行计算机辅助设计的结果，台架试验表明，实验结果与模拟计算基本一致，并使492Q型汽油机性能得到全面提高。     

防爆柴油机排气歧管流场分析与结构优化

建立了防爆柴油机排气歧管内流场的CFD模型,应用计算流体力学分析软件FLUENT模拟排气歧管内部烟气的流动,得出烟气温度、速度和压力的分布状况。数值模拟结果表明,各缸分别排气时,防爆柴油机烟气模型基本符合排气要求,流动顺畅,温度分布较为合理,但在两个边侧位置存在强烈涡流。因此,为了降低压力损失,减小流通阻力,应对原有结构进行优化。结果表明,优化后的烟气模型边侧位置的强烈涡流消失,流通阻力减小,速度分布更为均匀。     

流固耦合分析在解决排气歧管热变形问题中的应用

某发动机的排气歧管在试验过程中出现了翘曲变型的情况。本研究利用流固耦合的方法模拟了排气歧管全速全负荷的温度场和热变形,并在此基础上提出了优化方案。优化后的设计方案顺利通过了试验考核。     

排气歧管—催化器总成断裂故障的分析与改进研究

对某四缸汽油发动机排气歧管-催化器总成在台架上出现的"出气端锥与尾管连接处断裂"的问题进行原因分析并制定解决对策。结合仿真和实验的数据,最终确定了失效的根本原因为台架的搭建形式导致排气歧管—催化器总成振动量超标。随后制定出有效的台架搭建改善方案,降低了排气歧管—催化器总成在试验过程中的振动量,解决了排气歧管-催化器总成在台架上断裂失效的问题。     

发动机排气歧管稳流试验研究

为了分析排气歧管各支路的压力损失,本文对排气歧管进行了稳流试验,并建立了排气歧管的三维实体内流场结构模型,应用计算流体动力学（CFD）三维软件AVL-FIRE仿真了试验条件下排气歧管内流场。由仿真得到的排气歧管进出口压力损失与试验结果具有较好的一致性。对引起排气歧管各支路压力损失差异的原因进行了分析,为排气歧管进行优化提供可靠的依据。     

集成排气歧管缸盖的设计与优化

研究集成排气歧管(integrated exhaust manifold,IEM)缸盖的技术特点,对IEM缸盖排气道的结构选型、水套流场分布及结构优化、排气道热应力分析及结构优化、排气系统和冷却系统的热管理优化以及IEM缸盖与发动机在排放与暖风性能上的优化匹配等进行系统的分析,制定IEM缸盖的设计和结构优化措施。试验表明,优化后的缸盖热负荷明显降低,排放、冷起动阶段暖风性能得到改善。     

某船用中速相继增压柴油机旁通控制策略优化研究

某船用中速相继增压柴油机由一台增压器工作切换至两台增压器工作后排气总管温度偏高。针对该问题对柴油机进排气旁通策略进行优化研究。首先建立该中速柴油机工作过程仿真模型并校验;然后利用仿真模型对改善排气总管温度偏高问题的控制策略进行优化设计,并对优化后的控制策略进行试验验证。结果表明:优化后的旁通控制策略能够使切换点工况的排气总管温度平均降低35℃左右,各缸排气温度略有上升,燃油消耗率基本保持不变。     

现代先进发动机技术——进排气系统(一)

本文综述了现代先进发动机进气和排气系统的发展技术。重点叙述了进、排气系统的设计要求和不同发动机结构设计的发展。如不同工况下进气、排气压力,速度变化;不同结构歧管的流动模型的优缺点;进气涡流控制;气门重叠下,直列、V型发动机进、排气的动力理论以及最佳进、排气系统的设计原理和设计特点等先进技术的论述。     

微型汽车发动机排气系统优化设计——基于流体数值模拟的应用研究

为了研究排气系统设计对整机的动力性、经济性及排放性能的影响,通过一维三维的数值模拟方法,分析了原排气歧管存在的排气干涉的问题,对新旧设计进行了一维模拟计算对比。利用CFD/FEM耦合方法,计算了在最大功率点排气歧管的温度分布及热应力分布。通过三维CFD计算,分析了氧传感器位置气流分布及催化转化器前端气流均匀性。制造排气系统实物并进行台架试验,结果表明整机性能有了显著的提高,并且耐久性与排放符合设计要求。     

基于CFD模拟的某低速柴油机排气集管结构优化设计

为判断某低速柴油机排气集管设计的合理性,对该排气集管的内部流场进行了 CFD分析.分析表明:原始排气集管结构设计存在问题.对此进行了优化改进.优化前后的CFD对比分析表明:优化后排气集管内部流道得到改善,内截面速度均匀性提高,压力损失减小,排气集管整体性能得到明显提高.     

某四缸柴油机排气歧管开裂故障分析

针对某四缸机排气歧管在可靠性试验中出现开裂故障,从铸造缺陷、化学成分、硬度及金相组织等方面进行分析,并提出了改进方案。用ABAQUS软件对原方案及改进方案进行了温度场和热应力计算分析,分析结果表明:排气歧管开裂故障系热应力过大造成。改进方案已得到试验验证。     

Measurements and analysis of load and speed effects on the instantaneous wall heat fluxes in a direct injection air‐cooled diesel engine

This work presents an experimental analysis which is carried out to study the instantaneous heat fluxes, during the engine cycle, in the cylinder head and exhaust manifold of a direct injection, air‐cooled, four‐stroke diesel engine. For temperature measurements, a new pre‐amplification unit for fast response thermocouples, appropriate heat flux sensors and an innovative, object‐oriented, control code for fast data acquisition have been designed and developed at the authors' laboratory. The experimental installation separates the engine transient temperature signals into two parts; namely the ‘long’‐ and the ‘short’‐term response ones; followed by their discrete processing in two independent data acquisition systems. One‐dimensional heat conduction with Fourier analysis of the raw temperature data are implemented in order to calculate the instantaneous engine combustion chamber and exhaust pipe heat fluxes. This study concentrates on the correct interpretation of the measured temporal variations of heat fluxes and the examination of the effect of engine load and speed on the cylinder head and exhaust manifold heat flux losses. Many interesting aspects of transient engine heat transfer are revealed. The simultaneous presentation of heat fluxes on the cylinder head and exhaust manifold, together with the engine indicator diagram, sheds light into the mechanisms governing transient heat transfer during an engine cycle. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

低成本轻质量的汽油机排气歧管的开发

介绍了一款1.4L排量的汽油机的排气歧管设计,在综合考虑到各个性能方面的要求外,尽可能地降低了零件质量,既节省了成本,又给整车油耗带来益处.通过对低成本、轻质量排气歧管开发的过程方法的介绍,能够指导工程师在基于同样目的下,完成类似零部件的设计,避免重复走弯路.     

柴油机排气歧管流场分析与结构优化

建立了柴油机排气歧管的三维结构模型,并应用计算流体动力学软件分析流场。描述了排气管中的典型流动,并根据计算结果对排气管进行了优化。优化后的排气歧管模型内腔容积减小,管内部分漩涡消失,流通阻力减小,各缸流量均匀性提高。     

柴油机采用扩张排气支管的流动特性试验研究

随着柴油机增压程度的提高,对排气系统的设计提出了新的要求．由于涡轮增压器综合效率的提高及柴油机向小气门重叠角方向的发展,许多高增压柴油机采用单排气总管排气系统．本文用试验手段研究了单排气总管系统采用扩张排气支管的流动特性,研究了排气支管的适度扩张有利于发动机缸内低压循环的基本原理．     

停缸技术对汽油机性能影响的试验研究

为了研究停缸技术对汽油机性能的影响,在一台4缸汽油机上对断油和废气回流方案进行了台架试验研究。结果显示,在中低负荷下,两种方案都能降低发动机的燃油消耗,但废气回流改善了发动机的热负荷和提高了可燃混合气的初始燃烧温度,使燃烧滞燃期缩短和循环变动减小,使废气回流方案的燃油消耗低于断油方案。随着工作缸负荷增加和可燃混合气温度的提高,不工作缸内的回流废气对工作缸内可燃混合气初始燃烧温度的影响逐渐减弱,最终使废气回流方案的燃油消耗与断油方案基本相同。