某发动机缸盖水套气蚀故障分析

某款发动机在开发初期,道路试验过程中出现排气冒白烟的现象,拆机查看后,认定是冷却液在缸盖内流动分布不合理引起发动机局部过热,进而缸盖局部形成核态沸腾,导致缸盖水套气蚀剥落,发动机冷却水进入燃烧室,出现排气冒白烟。本文针对水套冷却液流动分布不合理这一因素,运用仿真计算预测水套冷却液的流动分布,并为此水套进行优化设计,为问题的解决提供参考依据。     

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。     

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。     

非道路四气门高压共轨柴油机缸盖机械负荷与热负荷分析

以非道路四气门增压中冷柴油机为研究对象,通过台架试验测试了不同工况下缸盖火力面温度场及冷却水套进出水口流量、温度等参数,建立了准确的整机有限元模型与冷却水套流动CFD模型,对冷却水套流场及缸盖热负荷进行仿真分析,优化了水套结构。仿真分析结果表明,缸盖的高温区域主要集中在各缸火力面区域,两排气门之间的鼻梁区热负荷较高,最高温度为337.5℃;由于流动不均匀,缸盖水套壁面的换热系数分布不均匀,差值为62 172 W/(m~2·K);缸盖预紧工况、热载荷工况、爆发工况下最大等效应力分别为242.72,301.25,300.43 MPa,最大应变分别为0.047,0.439,0.458mm,对缸盖强度与刚度影响最大的是所承受的热载荷;对缸盖水套结构进行优化,优化后换热系数均值由8 906 W/(m~2·K)升高到9 065 W/(m~2·K),且分布更加均匀,鼻梁区最高温度降低了9.12℃,各测点温度平均下降6～10℃;缸盖最大应力下降22.71 MPa,最大变形下降0.011 mm,优化效果显著。     

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。     

某四缸发动机水套的热力学仿真分析

为了研究某四缸发动机水套的冷却性能,确保发动机运行时能够拥有较好的散热能力,使用了仿真软件Converge针对该水套模型进行CFD热力学仿真。仿真结果表明:在缸盖鼻梁区等关键区域冷却效果不明显,还需要进一步优化。     

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。     

产品分析某柴油发动机冷却水套CFD计算分析

应用HYPERMESH软件,对一款六缸柴油发动机缸体冷却水套的流场进行了数值模拟。通过对模拟结果进行分析,发现该款发动机缸体冷却水套设计存在一些不足之处,由此提出了一套发动机缸体冷却水套的结构优化方案,并对该优化方案进行了数值模拟。模拟结果表明,优化后缸体的冷却效果有所改善。可为指导该款发动机缸体冷却水套的结构优化设计及实验研究提供一定的参考依据。     

基于双向流固耦合的柴油机缸盖温度场分析

基于双向流固耦合方法对发动机冷却水套流场和机体缸盖结构进行联合求解,研究流固耦合作用下的缸盖温度场分布。首先计算缸内工作过程,获得燃气壁面温度和换热系数;然后将其导入双向流固耦合模型进行联合求解,获得缸盖温度场。并分别将单、双向流固耦合得到的温度场与试验值对比。模拟结果表明:双向流固耦合获得的缸盖温度场分布更加合理,其平均误差为-12.9℃,较单向流固耦合的平均误差降低50%。研究结果为缸盖温度场的获得和冷却水套的设计提供了参考依据。     

某型号摩托车发动机冷却水套设计及改进研究

针对某型号摩托车发动机冷却水套模型,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)分析方法对该冷却水套的冷却性能进行分析,分析结果表明现阶段的此款水套设计存在排气口侧温度偏高,流速偏低,缸体和缸头位置压差大,压损严重的问题。通过理论计算表明缸体和缸头水套间的通道大小对其附近的流场影响很大,直接影响冷却性能。在此基础上对现有模型进行仿真优化,计算并调整靠近排气口的通道孔尺寸和位置,仿真结果表明修改后的水套实现了流速均匀,水套内温度分布均匀合理,进出口最大压差下降,压损得到改善,避免了水套内流动死区的存在;且分析改进后水套模型的散热性能和阻力系数表明优化方案满足初始散热要求,并能降低冷却水套内流动阻力损失,降低水泵的耗功,提高发动机的动力输出。     

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。     

发动机水套冷却性能分析

利用数值模拟对某汽油机的冷却水套进行了冷却性能研究,对原机冷却水套内冷却水的流场分布、冷却水套内壁面换热系数和压力损失进行了分析.计算结果表明:该汽油机冷却水套总体分布合理,设置的8个分水孔各自取到不同的作用;通过大孔B1、B2的流体用于冷却鼻梁区等重点区域,其它孔主要用来将绕流缸体的冷却水引入缸盖,对缸盖冷却起补充作...     

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。     

数控机床定点清洗刀具喷头的设计

针对发动机缸盖燃烧室周围冷却水道孔小而深,需要进行定点清洗的需求,设计了一种数控机床定点清洗刀具喷头。对这一刀具喷头的结构进行了介绍,对走刀路径进行了确定。应用这一刀具喷头,可以实现多点定位有效清洗,缩短空行程路径,提高工作效率。     

基于Fluent汽油机缸盖冷却性能仿真分析

针对某型号汽油机缸盖的冷却性能进行了流场仿真分析。基于现代反求技术获得汽缸盖精确的3D模型,通过布尔运算获得内部真实流道模型。使用ICEM对其进行网格划分并设置恰当的边界条件,通过Fluent运算最终得到流道的速度流线场、换热系数场和压力分布场。对其进行分析可知该缸盖整体冷却性能正常,但4缸之间冷却效果存在显著差异。进行优化分析后可知总体冷却效果提升显著,但对改善流道速度分布均匀性作用不大,并指出了局部流动死区。     

3102柴油机气缸盖设计

气缸盖是发动机中最复杂的部件之一。根据柴油机的性能指标选择了柴油机主要的性能参数,重点论述了3102柴油机气缸盖的设计依据与设计过程。同时,对气缸盖材料的选择、冷却水道的布置、进排气道布置以及缸盖螺栓的布置等问题也进行了讨论。     

汽车余热溴化锂吸收式制冷研究

根据现有汽车空调的制冷系统和发动机循环冷却水系统结构特点,并结合单效溴化锂吸收式制冷机的性能,提出溴化锂吸收式制冷系统中的发生器由改造后的汽车发动机缸盖部分和冷却水系统部分共同组成,将溴化锂溶液充注在汽车发动机的冷却空腔内,代替原来的冷却液,进而实现制冷效果。本文实现了用一个单效溴化锂吸收式制冷机系统代替现有汽车空调的制冷系统和发动机冷却水系统,并进行了理论分析和设计计算。     

Study on the optimal design of engine cylinder head by parametric structure characterization with weight distribution criterion

The engine cylinder head is one of the most critical components in an automotive powertrain system. Yet, it has the most complicated mechanical structure coupled with a sophisticated combustion process. This study attempts to develop a concrete and practical procedure for the optimal design of the engine cylinder head. First, a simplified topological model composed of beam, shell and membrane elements is developed to simulate the real cylinder head. With this model, the finite element method can be easily and economically employed to study the load-bearing mechanism of the cylinder head under actual engine operation conditions. After characterizing the stress/strain behavior of all the key components through parametric analysis, a new optimization criterion is developed based on Lagrange conditions. This criterion provides an opportunity to represent the ideal ‘balanced point’ among the main design parameters of the cylinder head in terms of weight distribution of the key components. Finally, the optimization of the cylinder head structure is implemented successfully based on these findings. Compared to the optimization results from commercial software, the proposed approach is able to produce a much better solution in respect to both the convergence speed and the final value of the objective function.     

基于仿真的生产系统规划技术研究

现代生产系统是复杂的离散制造系统,传统生产线的设计过多地依靠经验和手工演算,缺少科学性,很难达到预期结果.其中生产线的设计与生产线设备的利用率、产品的生产时间和生产线的效率等密切相关.采用先进的生产线规划与仿真技术,可以对生产系统的性能进行评价,在生产规划的早期对其系统进行优化与调整,以便得到较高的生产率.以某发动机缸盖的生产线的规划为对象,采用面向对象的离散系统仿真软件eM-Plant软件构建生产线仿真模型并进行了生产线生产能力、设备的利用率和生产效率的分析,为生产线的优化提供了技术依据.在此基础上采用生产线规划软件FactoryCAD构建了发动机缸盖生产线的3D数字模型,为发动机缸盖生产线的设计提供了技术依据.     

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。