基于CAE仿真的某发动机排气歧管设计研究

以某款增压型汽油发动机的排气歧管为研究对象,运用CAE仿真软件搭建发动机仿真分析模型,比较不同排气歧管方案下的发动机性能,给出最有利于发动机性能的排气歧管连接方式和结构尺寸。文中的研究可指导发动机排气歧管设计阶段的正向开发工作,并为后期优化改善工作提供了一定的思路和方法。     

GDI发动机排气系统性能优化分析

基于发动机模拟仿真软件GT-Power,建立四缸GDI发动机排气系统的仿真模型。通过改变排气道、排气总管、排气歧管等结构的长度、直径等参数并经软件计算,得出发动机在不同排气系统参数下的缸内压力、放热率、尾气排放以及燃油消耗率等,对比分析不同工况下排气系统的结构参数变化对GDI发动机性能的影响。结果表明:选择排气总管直径和长度分别为75、160 mm,排气歧管长度和直径分别为185、44 mm,排气道长度和直径分别为75、49 mm时,发动机的性能最佳。     

某型发动机排气歧管内流场仿真分析

为提高发动机排气性能,探究某型发动机排气歧管内流道结构的合理性,首先根据发动机参数建立排气歧管三维模型,借助CFD软件对排气歧管进行内流场分析。结果表明,当某一进气口进气时,会在相邻或间隔的进气管道内产生涡流,且出气口管道横截面上速度分布差值较大。当排气频率增加时,各歧管内的废气将相互影响,导致废气不能及时排出,影响发动机性能。     

增压发动机排气歧管开裂问题分析与解决措施

某四缸增压直喷发动机在整机台架试验过程中出现排气歧管开裂问题。为解决此问题,首先,现场确认失效排气歧管的开裂程度及位置。其次,进行失效分析,对失效样件进行断口分析、断口周边元素检测,初步确认排气歧管开裂原因。再次,通过计算机仿真分析对排气歧管开裂真因进一步确定,并制定整改对策。最后,样件整改并策划试验进行验证。结果表明:排气歧管开裂位置为热应力分布最大的区域,长期冷热冲击致使排气歧管在此位置表现为开裂失效。因此,通过排气歧管结构优化,降低开裂位置的热应力,并通过发动机可靠性试验验证确认整改方案有效,此问题最终得以解决。     

发动机排气歧管的设计

排气歧管是发动机主要受高热零部件,工作负荷大。为了有效设计发动机排气歧管,系统讲解排气歧管设计步骤,从发动机本身要求到排气歧管三维数模的确定,再到热分析,最后进行试验考核,进行系统性详细描述,为发动机排气歧管的设计提供参考依据。     

增压发动机排气系统密封结构优化研究

针对涡轮增压发动机排气系统存在的法兰高温变形和密封垫片压缩回弹性能差的问题,结合CAE有限元分析和密封垫片试验数据,提出法兰结构优化方法和变凸筋的密封垫片结构设计,并通过发动机台架和车辆耐久性试验,验证了密封的有效性和持久性。该优化方法通过软化局部法兰,使得排气歧管法兰各处刚性趋于一致,从而解决排气歧管和增压器结合面漏气问题;根据内部密封介质压力和密封结合面法兰在热循环中变形量情况,在法兰不同密封区域选择不同的凸筋结构,实现了持久可靠的密封效果。     

汽油机排气歧管结构的优化及验证

分析某四缸汽油机排气歧管结构设计存在的缺陷并对其进行改进优化,采用数值模拟仿真软件分别对排气歧管改进前和改进后通道的各缸排气背压及歧管排气气流均匀性进行仿真,仿真结果表明改进后排气歧管结构能明显降低排气背压和各通道不均匀性。最后对原歧管和改进后歧管搭载的汽油机进行了台架对比试验,试验结果表明搭载改进后排气歧管的汽油机不仅提高了原机的外特性扭矩而且降低了燃油消耗,进一步验证了排气歧管结构改进优化的可行性。     

汽车发动机排气歧管发展研究

汽车发动机中有一个关键的组成部分,就是排气歧管。随着可持续发展的理念越来越深入人心,节能环保的意识越来越成为时代主流,排气歧管的发展也面临着新的挑战。本文对目前国内外排气歧管的发展现状进行了综合分析,对国外先进经验进行了学习和探究,寻找到了排气歧管未来新的发展方向,同时,通过对耐高温不锈钢的充分应用,开发了一系列新型高端耐热性能,希望能够在未来的生产制造中帮助提升排气歧管的制造工艺性和精确性。     

基于热机械疲劳分析的排气歧管优化设计

联合AVL-Fire和ABAQUS软件,对某直喷汽油机进行排气歧管热机械疲劳分析。首先利用AVL-Fire软件得到排气歧管在全速全负荷工况、倒拖工况和怠速工况下的内外表面热边界条件,映射到有限元单元上进行耦合计算,得到相应工况下的温度场以及应力场分布,并通过热机械循环计算排气歧管的累积塑性应变,判断排气歧管是否会发生低周疲劳断裂,并根据分析结果对排气歧管进行优化设计。结果表明此方法可以很好的应用在排气歧管优化设计上。     

发动机排气歧管断裂原因分析及改进

某发动机在试验过程中,出现批量排气歧管开裂故障,通过分析认为,故障产生的原因为排气歧管的安装螺栓约束使排气歧管无法膨胀,产生应力集中而开裂,并根据分析结果重新优化了排气歧管的安装螺孔直径,经过试验验证表明,改进措施是有效的。     

发动机排气歧管模态分析

振动疲劳能够引起排气歧管的失效,发动机和车身的激励频率与排气歧管的固有频率相近,会产生共振,这种共振会增大排气歧管的振动幅度,导致其加速断裂破坏;模态分析作为研究结构振动特性的常用手段,其分析的核心内容就是确定固有频率、阻尼比及振型等模态参数;本文针对排气歧管进行模态分析的目的是为了获得排气歧管的固有频率,进而能够确定引起疲劳破坏的最大激励频率,避免发动机排气歧管共振情况的发生。     

排气歧管总成热应力分析及温度场试验验证

采用了流固耦合的方法分析排气歧管总成的温度场和热应力。首先计算排气歧管总成的稳态内流场,得到了耦合面的温度分布,以此为边界条件计算了排气歧管总成的温度场,同时采用试验验证了排气歧管总成温度场计算结果的准确性。再以计算出的温度场为依据进一步算出了排气歧管总成的热应力,结果表明热应力的集中处位于排气歧管入口位置,排气歧管总成结合处在实际工作中不会因为较大的热应力而造成开裂,这为发动机的开发提供了参考。     

柴油发动机排气歧管淌油试验方法研究与应用

柴油发动机在设计开发过程中,由于零件的设计变更,需要进行台架试验对其可靠性进行验证。为验证由于气阀杆油封或动力缸(活塞、活塞环、缸套)等零件的设计变更而引起的对发动机封油能力的影响,本文介绍了一种排气歧管淌油试验方法。在发动机长时间低怠速工况下,通过观察排气歧管机油泄漏的程度以及排查缸盖排气口机油泄漏的来源,以指导相关零件的设计改进。     

中硅钼耐热球墨铸铁的生产控制

正中硅钼球墨铸铁具有良好的高温力学性能、高温稳定性能和抗氧化性能,因而被广泛地用于发动机排气歧管的制造,已成为国际上排气歧管的首选材料。我公司长期为国外某大型发动机企业提供中硅钼耐热球墨铸铁排气歧管,在多年的生产实践中得出:通过严格的炉料选择,合理的成分控制,选择合适的球化剂、孕育剂,以及球化处理和孕育处理工艺,可以确保排气歧管本体材质合格,不出现显微缩松等缺陷。1.材料技术要求     

基于实车状态的发动机均值模型研究

基于实车状态下发动机的测试运行参数,提出了一种改进发动机均值模型仿真精度的方法。首先基于五电机台架对实车搭载环境下的一款自然吸气发动机进行了性能测试,分别获得发动机水温、发动机转速、发动机缸内压力、进气道压力和温度、进气歧管压力和温度、燃油体积流量、发动机飞轮端扭矩、排气歧管压力和温度、排气歧管过量空气系数、三元催化后排气压力和温度等参数;然后运用Amesim/MATLAB软件联合仿真对发动机进行了基于实车搭载环境边界下的数值建模和模型标定。研究结果表明,标定后的发动机均值模型预测结果与实际测试结果最大差值可以控制在8%以内。     

排气歧管形式和加工工艺对汽油机性能影响的探究

汽油机的性能优化对于一些汽车企业而言意义重大。本文中对容量1.6L的汽油机进行改造,将原铸造排气歧管改为弯管式,能够优化排气歧管的结构,同时还能够最大限度的减少排气干涉,提升了排气歧管的整体性能。通过研究能够发现:排气歧管形式以及加工工艺对于汽油机的性能有着直接影响作用,有利于优化汽油机的整体性能。     

采用无凸轮式排气型线的发动机排气性能研究

为探究无凸轮式排气型线对某发动机排气性能的影响，建立某发动机一维仿真模型，在转速1200r/min，进气压力137kPa的工况条件下，对中低转速、中低负荷工况点下采用无凸轮式排气型线后发动机的排气性能进行了数值模拟。仿真结果表明：与原机相比，采用无凸轮式排气型线，排气时面值增大，总排气损失最小时所对应的排气早开角度减小；当缸内残余废气系数最低时，充量系数最大，正向排气量与循环进气量达到最大；采用无凸轮式排气型线，气门开启持续期缩短，排气性能得到改善。     

发动机进气歧管选型的试验研究

针对发动机进气歧管选型的试验研究问题,先用AVL-BOOST建立发动机模型,模拟出有利于低速工况的进气岐管长度范围,并在此范围内选择3种长度,利用快速成型技术制作出进气歧管,通过台架试验性能对比,选出一款低速性能最优的岐管,以供二代机使用。     

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。     

某汽油机紧耦合排气歧管的设计开发

本文主要介绍了某自然吸气汽油机紧耦合排气歧管的设计开发过程。在理论分析的基础上制作了手工样件,并通过发动机台架性能试验及整车排放试验,对设计进行了验证。