汽油机冷却水套的仿真分析

冷却水套作为发动机冷却中的核心部件,在汽油机运行过程中应能提供稳定的、良好的冷却液来保证足够的冷却效果,为研究冷却水套的冷却性能,对某款增压式汽油发动机的冷却水套进行几何建模,进行了计算流体力学分析,评价其冷却指标,为后期结构优化提供数据支持。结果显示,冷却水套整体运行压力稳定,但第二、三缸缸盖区域、第四缸缸体区域冷却效果不足。     

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。     

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。     

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。     

柴油机缸盖流固耦合传热分析与实验验证

为了研究某柴油机工作时气缸燃烧和冷却系统共同作用下缸盖的温度分布,采用流固耦合的方法对其进行温度场分析。运用三维数值仿真计算技术对柴油机缸内的燃烧、冷却过程进行计算,以此得到柴油机缸内燃烧室温度场的分布状态、热换系数等参数,以及冷却系统中缸盖水套的温度分布状态、热换系数;再进行研究,得出冷却水套壁面、缸盖火力面的热边界条件。将上述过程得到的热边界条件应用于气缸盖有限元模型中进行传热耦合计算,最终得到柴油机气缸盖的温度场分布;为了验证此计算结果的有效性,对温度场分布结果进行实验验证,最终确定结果。实验最终表明,柴油机缸盖最高温度远远低于其材料的最高工作温度,分布较为合理。     

基于正交试验的发动机冷却水套优化

为解决某四缸增压中冷柴油机工作过程中的过热以及冷却不均匀的问题,应用正交试验设计方法提出了9个水套结构改进方案,并分别进行了仿真分析,得到影响冷却水流速以及传热的主要结构因素,通过对缸盖上水孔和机油冷却器上、下分水孔的改进,缸体、缸盖以及各缸水套的流速和均匀性都得到了改善,流动不均匀性由15.42％降为11.38％,第4缸排气侧流速提高了0.1 m/s,为水套的优化设计提供了依据.     

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。     

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。     

发动机汽缸盖冷却水套的CFD分析与仿真研究

以汽车1.6升四缸汽油发动机为研究对象,利用UG软件建立了其冷却水套的几何模型,并进行了必要的简化处理。后用FLUENT的前处理软件GAMBIT,对冷却水套模型划分网格,再用FLUENT软件,对冷却水套的流场进行了数值模拟及结果分析。仿真结果表明冷却水套的设计较合理,基本达到设计要求的冷却效果,尚有需要优化之处,例如：冷却水套内的流速较小,温度分布不很均匀,若再改进,将有更好冷却效果。     

基于流固耦合传热的摩托车发动机冷却水套优化设计

建立了摩托车发动机缸体与水套流固耦合传热仿真模型,进行了流体与固体之间的共轭传热仿真。结果表明,水套对缸体的散热效果基本满足散热要求;但缸体缸套区域水套内的冷却水流速分布较差,存在比较大范围的漩涡和流动死区,导致缸套局部过热,周向温差过大,为此对分水孔进行了优化设计,基本消除了流动死区,显著提高了水套冷却效能,缸体主要区域的温度显著减低,缸套局部过热也得到很大缓解。     

气动发动机排气冷量在内燃机冷却系统中的回收利用研究

针对气动发动机排气的低温特性,提出了利用气动发动机排气冷却内燃机散热器的技术方案。通过初步试验,获得了气动发动机在不同转速下的排气流量和温度特性。基于初步试验结果,建立了气动发动机排气与内燃机冷却水的热交换模型,并进行了仿真计算,得到了不同水泵流量下,热水流经换热器的进出口温差以及换热量。研究结果表明,换热器进出口热水温差、换热量随着气动发动机转速的升高而增大;随水泵流量的增加,热水流经换热器进出口的温差逐渐减小,换热量增大,但各个水泵流量下的换热量相差较小,当发动机转速为700r／min时,温差增加值及换热量的增加值均为最小;随着气动发动机转速增加,气动发动机排气的冷量炯变化范围很小,回收指数逐渐上升,冷量回收效果变好。     

回收船舶柴油机余热的有机朗肯循环系统热力学性能比较分析

利用有机朗肯循环(ORC)系统对某型号船舶柴油机(最大持续功率为996 kW)的余热进行回收,以系统净输出功为指标,对比分析5种不同结构形式的ORC系统的热力学性能,结果表明:回收柴油机排烟余热的基础ORC系统最大净输出功达49.83 kW;增设回热器进一步回收膨胀机出口工质废热后,系统最大净输出功达54.84 kW;...     

Heat dissipation in high-power semiconductor lasers with heat pipe cooling system

This study focuses on the application of heat pipes in thermal management for high-power semiconductor lasers. The heat pipe cooling systems are used for heat dissipation in high-power semiconductor lasers. These systems are used instead of water cooling machines to realize a compact and lightweight laser module. The n-shaped heat pipe cooling system, which consists of eight 6 mm copper heat pipes with sintered powder wicks, can easily handle a heat load of up to 73 W from a single-laser unit. The fabricated U-shaped heat pipe cooling system, which consists of ten 12 mm copper heat pipes with sintered powder wicks, can easily handle a heat load of up to 300 W from five laser units. The optical power of the multi-laser module cooled by the U-shaped heat pipe cooling system reaches 210 W. These results indicate that high-power semiconductor lasers can be cooled using heat pipe cooling systems instead of water cooling machines.     

Development of an evaporative cooling system for small four-stroke engines

A new evaporative cooling system for small four-stroke engines has been developed. Performance tests of a four-stoke single cylinder engine equipped with this evaporative cooling system have been carried out in the laboratory. Air removal rates from the closed coolant loop during the starting stage of the engine have been monitored for various engine operating conditions. In addition, data of the brake horsepower, the specific fuel consumption, heat loss to the coolant, cylinder-liner wall temperature and the wall heat flux have been obtained and were compared to those of the identical engine equipped with a conventional liquid cooling system. At a fixed air fuel ratio and under the MBT condition, the brake horsepower of the engine for the evaporative cooling system is enhanced compared to that for the liquid cooling system. The heat loss through the cylinder liner is decreased when the evaporative cooling system is adopted. The test result indicates several benefits of the evaporative cooling system such as faster warm up, better fuel economy and greater engine durability.     

发动机冷却系统中流动与传热问题数值模拟进展

着重论述利用数值模拟技术研究发动机冷却系统中流动与传热问题的发展现状,包括水套单相流及气液两相流流动、流－固耦合传热、一维与三维联合模拟等该研究领域的热点内容。耦合系统之间联合分析的方法准确反映了发动机各部件之间的影响关系,这种分析方法是目前研究的重点,但其中仍存在一些问题。基于此状况提出改进办法：针对不同工况选用循环平均参数作为燃气侧传热边界条件;水套进出口的流动边界条件,在稳态工况下设为定值,在过渡工况下通过循环一维仿真计算确定;应采用整体耦合方法进行计算,计算模型应尽量完整,但可以进行适当的简化,并总结出模型简化的原则。     

汽油机冷却水套进水口方式设计

冷却系统是汽油机正常工作的重要保证,传统方法实验方法测试冷却系统性能价格昂贵,使用受限。利用CFD软件,从速度场、表面换热系数分布、温度场三个方面对比了两种入水方式的水套冷却性能。相切式入水方式可以更好的组织冷却液的流动,减少涡流和死区的形成,从而能获得较好水套表面换热系数的分布,垂直入水方式冷却液流向比较混乱,表面换热系数分布不均,影响了其冷却性能的发挥。总体来讲,相切入水方式要优于垂直入水方式。     

Thermal flow analysis of vehicle engine cooling system

This paper deals with theoretical model developed for analyzing the heat transfer of automotive cooling systems. The model has a modular structure which links various cooling system submodels. From the model, heat transfer rate of automotive cooling systems can be predicted, providing useful information at the early stages of the design and development. The aim of the study is to develop a simulation program for automotive cooling system analysis and a performance analysis program for analyzing heat exchanger. Heat release rate from combustion gas to coolant through the cylinder wall in engine cylinder was analyzed by using an engine cycle simulation program. In this paper, details of each submodel are described together with the overall structure of the vehicle model.     

基于频域分解的房间冷负荷建模及软测量技术

准确的实时冷负荷是空调运行过程节能的基础,传统的冷负荷计算方法复杂费时,无法满足实时调控的要求。软测量是一种先进的方法,但由于房间冷负荷无法直接测量,因此基于样本数据无法实现软测量模型的参数辨识。针对冷负荷软测量技术的这一瓶颈问题,通过冷负荷的机理分析与建筑能耗仿真软件模拟数据的分析,发现冷负荷在频域中集中分布在以一天为周期的频率点及其二次三次谐波上,利用冷负荷这一频域特性本文提出了一种基于房间温度响应的冷负荷实时软测量技术。该方法通过频域分解,选择不含冷负荷的频域段进行蓄热过程的参数辨识,从而避开了辨识过程对无法实测的实时冷负荷真实值的依赖。基于可测的空调供冷量、房间温度和辨识得到的蓄热系数,就可以利用房间热平衡方程进行冷负荷建模并实现其软测量。通过在建筑能耗仿真平台上的仿真及实际房间的实测实验表明,该方法可以快速有效地实现房间实时冷负荷的软测量,相对于基于机理分析或软件计算的方法更具实用性,同时本方法也为其他难测变量的软测量技术提供了借鉴思路。