4102型柴油机冷却水套CFD分析

发动机冷却水套的CFD分析是目前发动机缸体开发有效计算分析手段,具有开发准确性高、速度快的特点。在设计开发过程中,可以先不用制造实体样机,而是先通过CFD分析,进行缸盖水套的优化。尤其是在处理发动机热负荷较高的燃烧室及排气道周围有良好的冷却液流动。尤其在设计开发过程中,在没有样机水流试验数据的条件下,手段为发动机结构设计提供了强大的技术支持。本文利用CFD分析设计4102型柴油机发动机冷却水套,成功分析并优化了发动机缸盖的水套结构,保证在发动机热负荷,而压力损失相对较低。确定出了流动性较好且压降低的水套,确保了发动机有良好的机内冷却。     

基于CFD分析的发动机气缸垫水孔设计

在某三缸自然吸气发动机开发过程中,应用CFD分析软件对发动机的冷却水套的流场和温度场进行分析,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方案,避免冷却液在水套中出现低流区和高温区,有效提高发动机的冷却效果。     

车用铜质散热器质量提升的工艺改进方法和措施

一、散热器的工作原理。车用散热器（也称水箱）是用于汽车发动机缸体／缸盖水套内冷却液强制循环冷却的汽车零部件总成（见图1）。其工作原理如下：通过冷却液温度调节器2的控制，开启水泵3和冷却风扇8，发动机缸体水套1内的冷却液通过进水软管4流向散热器上水室5，由于压力的作用，冷却液通过均布的散热器芯子6的散热管流向散热器下水室7降温，并通过出水软管9流回发动机缸体／缸盖冷却水套内，完成对发动机进行的大循环冷却。     

柴油机缸垫冲蚀问题的分析与改进

发动机缸盖垫片密封缸体和缸盖之间的水道、油道,并防止燃烧过程中产生的高温高压气体窜入冷却系统和润滑系统,使车辆产生"冒白烟""溢水壶冒气泡""水温高"等故障。以某轻型国V柴油车行驶过程中水温异常升高为研究对象,通过建模分析、故障复现、试验验证,证明推迟发动机部分喷油提前角的可行性,解决了发动机缸盖垫片冲蚀问题。     

发动机缸盖冷却水套流场的分析及优化

利用CFD模拟计算软件fluent对汽油机缸盖冷却系统的流动和传热进行数值模拟,给出了汽油机气缸盖部分的冷却水腔内冷却液的流速分布、温度分布,为气缸体冷却水腔部分的优化改进设计提供了参考。根据计算结果对原机气缸体模型中不合理的地方作了相应的改进设计,在确保缸盖水腔内流动性能良好的前提下,改进设计后气缸盖内的流体流动和传热得到了较大的改善。     

柴油机缸盖冷却水腔三维流动数值模拟分析

柴油机优良的冷却性能对提高其工作性能和气缸盖可靠性起着非常重要的作用。以某V型12缸水冷发动机的冷却水腔为研究对象,采用流体分析软件FLUENT对缸盖及其冷却水腔内的流动与传热进行数值模拟计算,得到冷却水在缸盖复杂水腔内的三维流场分布与进出水孔的流量,并详细分析了其流场、压力场、温度场及换热情况, 为该型柴油机气缸盖冷却水腔的结构优化设计提供一定的参考依据,从而提高内燃机的工作性能和气缸盖的可靠性。模拟计算结果表明:冷却水腔的流动均匀性可以达到该发动机的冷却要求;流经各缸的冷却液流量分配合理;“鼻梁区”冷却效果较好,且“流动死区”能满足冷却需求。通过对气缸盖内冷却液流动的优化,可以有效地提高整机及气缸盖的冷却效率。     

基于CFD技术的发动机水套选型及优化设计

水套是发动机冷却系统的重要组成部分,良好的水套设计能够使得各缸冷却液分布合理,换热均匀。在水套设计过程中工程师常常面临多种水套方案的选型工作,因此明确各方案的流动特点是非常关键的工作。介绍了一起在发动机的正向开发中利用CFD手段确定水套流场及在此基础上进行水套优化选型的实例。     

汽油机横流冷却水套的优化设计研究

针对某小型增压强化三缸汽油机,通过采用挡板结构设计出了新型的横流式冷却水套,以加强对缸盖鼻梁区的冷却。采用三维流动数值模型对初步设计的横流水套结构进行了计算分析,研究发现:整体横流水套的换热效果良好,但是横流冷却水套整体压力损失过大,缸体水套局部流速分布不均匀。针对上述问题,提出了包括增加水套进出水口高度、布置导流结构及调整缸垫水孔和挡水板处水口等水套结构优化方法。改进后的水套整体压力损失减小为40.9kPa,各缸体上部冷却液流速分布更加均匀,从而为新型的横流式冷却水套的设计与应用提供一定的参考。     

基于切屑尺寸控制的缸盖面铣工艺优化

水套是发动机冷却液流动的通道,结构较为复杂。对缸盖进行面铣加工时,部分切屑会残留在水套中,导致后续清洗工艺无法有效带走切屑,而残留切屑会对发动机造成安全隐患。通过面铣试验收集和测量残留切屑尺寸(宽度、厚度和卷曲半径)进行回归分析,并建立基于切削参数的用于预测切屑尺寸的多元回归模型。在保证材料去除率的前提下优化加工参数,获得尺寸更小、更利于清洗的切屑。     

非道路柴油机冷却水套流动传热分析与优化

冷却水套作为柴油机的核心结构,其流动与传热特性直接影响着柴油机的可靠性和使用寿命。以某两缸高压共轨柴油机为研究对象,为了解该发动机冷却水套流动与传热性能,以水套速度场、温度场、换热系数等空间分布参数为判据,重点对冷却水套关键区域的流动和传热特性进行分析,同时提出优化方案。仿真结果表明：发动机整体冷却液流动性差,平均流速低于0.5m/s,缸体进气侧冷却水套上部出现了流动死区;通过对冷却系统性能参数和冷却水套结构进行优化,冷却水套进出口压力损失减小,整体冷却液平均流速较原方案提高了173.91%,整体平均换热系数较原方案提高了41.93%,整体冷却水套流动均匀性得到改善。     

汽车发动机冷却水套清洗工艺研究

对发动机缸盖冷却水套清洗工艺进行了仿真优化研究。针对发动机缸盖水套进行逆向建模,获得发动机缸盖水套流域模型,制定不同的发动机水套清洗工艺方案并进行流体仿真,获得优化的水套清洗工艺,通过清洗机进行优化水套清洗工艺验证。发动机缸盖冷却水套清洗工艺仿真优化方法可用于制定发动机生产线中冷却水套清洗方案,优化清洗工艺,缩短清洗时间,提高清洗效率。     

发动机起动时喷口冒白烟故障分析

某型发动机起动过程中，出现喷口冒白烟故障。为排除这一故障，通过起动过程与冒白烟原理分析进行故障定位，依据故障树开展故障排查，进行喷嘴性能对比及清洗后性能影响分析，确认喷口冒白烟与喷嘴副喷口粗糙度过大相关。粗糙度过大会引起积碳，积碳严重的喷嘴在喷油过程中喷雾锥角增大的幅度较大，会对喷嘴雾化性能产生直接影响，进而产生喷口冒白烟故障。针对故障原因制订改进措施，经使用验证改进措施有效，解决了发动机起动过程中喷口冒白烟故障。     

水套式排气歧管流固耦合传热的研究

以某型发动机水套式排气歧管为研究对象,运用三维建模软件UG,建立了水套式排气歧管的管壁、内部烟气和冷却水的几何模型并进行组装。利用GAMBIT软件划分网格,并应用FLUENT软件模拟排气歧管的流体流动和传热以及流体与排气歧管之间的耦合传热,得出内部流场和温度场分布状况。结果表明:水套式排气歧管表面温度不超过423 K,满足安全防爆的要求。     

6130型发动机排气系统的改进

有两台6130型发动机,由于排气系统故障,造成发动机机油消耗量增大, 各部位的零部件磨损加快。产生故障的原因,主要是排气系统结构不合理。该机机体的侧面没有检视孔和盖板,只是在机体的侧面设有一个添加机油的孔,曲轴箱内的热空气只能从发动机缸盖顶部的呼吸孔处排出。另外,每个气缸都有自己的缸盖和缸盖罩壳,但只在第三缸的缸盖罩壳上安装了一个通气孔,机体内部     

某型柴油机冷却系统仿真分析

利用一维、三维联合仿真方法对某型柴油机冷却系统进行仿真分析。首先对发动机水套进行CFD分析,通过CFD分析获得水套内部冷却液流动阻尼,然后以CFD结果为边界条件进行发动机冷却系统分析,对发动机冷却系统的布置方案进行评估。     

进气门摇臂轴两次断裂的排查

正1台在水泥厂作业的500K型装载机,因用户保养不及时,造成大量水泥粉尘进入发动机汽缸,导致该机工作才1460h就出现发动机无力、排冒白烟、烧机油等现象。大修后试机正常,但是该装载机仅使用2天就再次出现发动机无力、排冒白烟现象,且同时出现发动机油底壳内机油量增多现象。拆检发动机后发现Ⅲ缸进气门摇臂断裂,更换进气门摇臂后试机,发动机工作又恢复正常。使用2天后     

发动机冷却水套的优化设计及分析

针对某4102发动机实际运行中出现的问题,通过分析,改变了原发动机水套结构,并利用三维数值仿真方法建立了原水套和新水套的数值仿真模型,计算结果表明:新水套相对于原水套,主喷孔流量增加,鼻梁区换热系数明显提高,新水套满足缸盖的换热需求;新水套的三、四缸缸体换热系数有明显提高,有效地改善了三、四缸冷却不足的现象,并且,换热主要集中在缸体中上部,分布更加合理;最后,通过台架可靠性试验验证,发动机故障得到解决。     

发动机气缸垫外漏冷却液的机理与试验验证

某发动机在台架冷热冲击试验中多次发生气缸垫外漏冷却液问题,在同步进行的道路试验中也出现同样问题。为查明原因并加以改善,使用有限元方法搭建了发动机整机网格模型,分别将仿真和试验的温度场和冷却液压力流量等作为边界条件,进行了气缸垫密封性能的动态仿真。为验证仿真结果的准确性,使用微型高精度位移传感器进行了预定位置的缸体缸盖间隙测试。结果表明：（1）在瞬态工况过程中,发动机缸体缸盖的间隙大部分时间低于常温停机状态,但在发动机快速进入大负荷而冷却液温度仍在上升时,间隙逐渐拉大并高于常温状态,此工况下发生发动机冷却液渗漏;（2）通过有限元方法建模和仿真计算气缸垫密封线压力,并使用实测温度和气缸垫特性作为边界,计算结果准确,可以有效评定气缸垫的密封性能;（3）首次采用安装小型位移传感器的方法准确测量了发动机动态工况中缸体缸盖的间隙,可以与仿真结合使用,能够准确找到发动机气缸垫外渗漏冷却液的工况和位置,明确了气缸垫外渗漏冷却液的解决方向。（4）发动机气缸垫功能层结构和层数直接影响密封性能,尤其是缸体缸盖间隙变大工况的密封性能。     

发动机突然熄火的原因

一台郑工产TL180型轮式推土机,施工完毕去河边刷洗,返场途中发动机突然熄火。操作手在不给油的情况下启动机器,观察发动机能够转动;给油后发动机又能顺利启动,但运转粗暴,排气大量冒白烟,熄火后3～5s内可清晰地听到消声器内有流水声。     

拖拉机缸盖的焊修

拖拉机缸盖在使用中常见的损坏有:进排气门座口之间出现裂纹;气门座与燃烧室间、气门座与水道孔间、螺丝孔与水道孔间、螺丝孔或水道孔与边缘之间出现裂纹;气门杆折断;缸盖被气门头顶坏;水套外壁冻裂及气门口磨损超限等缺陷。典型损坏为进排气门口之间裂纹,因在缸盖的加工平面上,焊后要求加工,在焊补工艺的选择上力求避免白口组织。缺陷部位又是处于缸盖中间,