柴油机排气系统流通性能数值模拟及结构优化

针对4190ZLC船用中速柴油机燃油系统电控化改造项目,以该机排气系统为研究对象,以优化排气系统性能为目标,采用气道稳流试验和数值模拟相结合的方法对排气流动进行分析,发现结构不合理之处并进行优化。研究结果表明:原机排气道、排气阀座紧靠气缸的位置、气阀座和气阀等多处存在不合理的流动损失,其中排气道结构和排气阀座相对缸盖位置对流通性能影响较大;排气系统整体结构优化后,流量系数大幅提高,平均流量系数提高了16.71%,流动性能得到改善。     

排气系统布置对燃气发动机EGR率影响的分析

废气再循环(EGR)能有效降低零部件的热负荷,降低NOx排放,提高燃气经济性。EGR的引气方式、排气管及涡轮入口通道的型式对燃气发动机EGR率及气缸均匀性的影响很大。排气系统的设计应在尽可能低的涡前压力下实现尽可能高的EGR率,且各缸缸内EGR率尽可能均匀。通过GT-Power模型分析了排气系统布置对燃气发动机EGR率的影响,即在增压器特性参数、进气系统等配置相同、不增加涡前压力的情况下,通过优化排气系统布置,提高EGR率及各缸EGR率的均匀性,充分发挥EGR的优势,提升发动机的性能。     

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。     

基于数值模拟的排气歧管优化策略

在台架试验的基础上,采用一维发动机工作过程计算和三维CFD模拟技术研究了4缸柴油发动机各缸排气温度差异的影响因素.模拟结果表明:台架试验测量的各缸排温差异是受各缸工作过程、测量点位置和排气歧管结构的综合影响,其中排气歧管结构是主要的影响因素.排温测量点位置越接近排气门,越能反映缸内的热负荷状况.基于数值模拟结果,优化了原发动机排气歧管,并提出了排气歧管优化策略.     

排气歧管热应力模拟计算及缸盖边界条件影响的分析

针对某型号柴油机在热冲击试验过程中排气歧管出现裂纹的问题,利用软件仿真技术进行了排气歧管的热应力模拟计算,分析了产生裂纹的原因。探讨了缸盖建模方法及缸盖设定温度对排气歧管热应力计算的影响。计算结果表明,缸盖限制了排气歧管的自由变形,在排气歧管裂纹出现部位产生较大的应力;在发动机冷热冲击试验时,排气歧管温度的变化造成热应力随之发生变化,导致排气歧管因热疲劳产生裂纹失效;采用简化的缸盖模型与完整缸盖模型所得的排气歧管热应力分布趋势一致,可用于排气歧管的热应力计算。     

MPC排气系统在16V柴油机上的应用

简要介绍了MPC增压排气系统在16缸高增压柴油机上的应用,它具有结构简单,加工方便,易于实现系列化生产的特点。通过台架性能试验说明,MPC排气系统应用于16V柴油机上其功率、油耗、排温、排放等方面均符合设计要求。     

排气道隔热方式对气缸盖整体温度场影响的研究

本文对BF8L413F风冷柴油机气缸盖排气道采用的两种隔热方式——喷涂1.5mm氧化锆陶瓷涂层和1mm空气层隔热的隔热效果进行了研究。用ANSYS程序对原机和两种隔热方式的气缸盖温度场和热流场进行了数值模拟。计算模型和实际气缸盖结构基本一致,各部分形状、特别是排气道的结构形式没有作任何简化。数值模拟与实验结果吻和很好。研究表明排气道隔热可有效降低缸盖整体的热负荷,而空气层的隔热效果比陶瓷涂层的隔热效果更为明显。     

排气道隔热方式对气缸盖整体温度场影响的研究

本文对BF8L413F风冷柴油机气缸盖排气道采用的两种隔热方式－喷涂1．5mm氧化锆陶瓷涂层和1mm空气层隔热的隔热效果进行了研究。用ANSYS程序对原机和两种隔的热方式的气缸盖温度场和热流场进行了数值模拟。计算模型和实际气缸盖结构基本一致,各部分形状、特别是排气道的结构形式没有作任何筒化。数值模拟与实验结果吻作很好。研究表明：排气道隔热可有效降低缸盖整体的热负荷,而空气层的隔热效果经陶瓷涂层的隔热效果列为明显。     

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。     

492WQB汽油机排放的缸间差异研究

对４９２ＷＱＢ汽油机的每个试验工况从各缸排气道出口中心附近进行了连续１０ｓ共９０次的采样,对采样气体中ＮＯｘ、ＨＣ及ＣＯ的浓度分别采用了化学发光法、氢火焰离子法及不分光红外法进行了分析,并把连续采样气体的排放平均值作为每个测试工况的排放值。试验结果表明,各缸空燃比等的微小差异,引起的各缸ＮＯｘ、ＨＣ及ＣＯ排放的最高值与最低值比可达１０倍、５倍及６倍;缸间排放差异随着点火时间、转速、节气六开度、混合