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。     

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...     

空压机冷却水道仿真分析及改进设计

为解决空压机缸盖及缸体顶面温度过热问题,基于流固耦合传热理论,建立了内部流场数值计算模型。仿真结果表明:空压机冷却水道设计不合理,缸体处冷却液流量较少,未得到充分换热,导致缸体顶面及缸盖底面温度较高。通过改进冷却水道结构,提高缸体顶面处冷却液流量,缸体顶面处温度由383.3 K降低至374.1 K;缸盖处温度由379.4 K降低至373.9 K,解决了空压机整体过热的问题.     

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。     

大功率内燃机车柴油机气缸盖热结构耦合应力分析

16V240机车柴油机气缸盖结构复杂,内部布置有冷却水腔和进排气气道,为研究气缸盖在高温、高压燃气、冷却水作用下气缸盖的强度,通过SolidWorks建立了柴油机气缸盖三维几何模型,利用Fluent进行了流固耦合传热计算分析,并以气缸盖温度场为输入载荷,进一步应用ANSYS Workbench平台分析了气缸盖的应力。通过分析得出气缸盖温度、应力云图。通过数值分析得出,气缸盖在多种物理场的作用下,承受较大负荷的区域出现在气缸盖的火力面。对比不同载荷下的应力云图,得出气缸盖主要受热应力的影响。     

发动机气缸盖开裂失效分析

气缸盖不仅承受着燃气的爆发压力和气缸盖螺栓的预紧力,而且由于燃烧室内的燃气和冷却水的作用,气缸盖各部分温度分布很不均匀,产生很大的热应力,故气缸盖承受着很大的机械应力和热应力。同时,气缸盖所受的高温会降低材料的强度,使得气缸盖开裂风险增大。     

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.     

某四缸汽油机气缸盖气缸体组合结构有限元分析

建立了某四缸汽油机气缸盖、缸体、主轴承盖等零件的三维有限元组合模型。使用有限元分析软件Abaqus,在考虑各组件非线性接触关系的基础上,计算了该组合体在标定工况下的振动响应。对该发动机进行了表面振动测量,通过振动测点处实验数据与该点处计算数据的对比验证了有限元模型建立的合理性。分析了爆发工况下缸体、缸盖火力面及缸孔的振动变形。结果表明:缸体裙部刚度较弱容易产生变形;缸盖火力面鼻梁区变形较大,缸盖火力面与气缸盖连接处容易产生较大的应力;缸孔的变形量较小在工程允许的范围之内。     

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。     

一种容易误诊的漏油现象

我单位大修一台柳工产ZL-50装载机，其动力为上海柴油机厂生产的“东风”牌6135K-9a型柴油机。修竣交车一个月后，用户反映，该装载机的柴油机其余性能均良好，但柴油机从气缸盖与气缸体接合处以下处处有油，由于缸体外表面灰尘很多，无法分清是漏机油还是漏柴油。用户要求拆开气缸盖，测量缸盖下平面与缸体上平面的平面度，更换气缸垫。根据多年修理经验我们认为，缸盖下平面与缸体上平面变形的情况很少，只要按规定的顺序和扭矩正确安装缸盖后，一般不会漏油；而气门室盖与气缸盖接合处漏油也会产生上述现象。于是更换了气n室盖垫，重新…     

燃气机气缸盖水腔流场及刚强度优化

针对某燃气机气缸盖"鼻梁区"冷却不足及缸盖整体刚强度不足的问题,采用高热负荷区域强迫冷却和布置加强筋的方法,对气缸盖水腔流场及刚强度进行优化设计。通过对原气缸盖和优化方案气缸盖进行冷却水腔计算及刚强度计算并进行对比分析,结果表明:优化方案气缸盖底板"鼻梁区"冷却能力明显改善;气缸盖整体刚强度明显增强,尤其是排气道下壁及排气道间"鼻梁区"等区域刚强度得到有效增强。     

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。     

反求重构的气缸盖冷却水腔的CFD分析与优化

利用CFD软件对基于层析法反求重构出的四缸发动机气缸盖冷却水腔模型进行了模拟研究。综合分析速度场、压力场、温度场以及换热系数分布和各上水孔分配情况,对重构模型进行了评估,发现各缸冷却不均匀、有局部低速区域和回流与涡流。为了最大限度的改善其冷却性能,对局部区域进行了优化改进。通过对比分析改进前后的模拟计算结果,表明改进方案明显改善了冷却性能。对发动机气缸盖冷却水腔的设计及优化具有参考指导意义。     

实用农机维修技巧

1.巧拆气缸盖有的机手在拆气缸盖时,拧松气缸盖螺母后,气缸盖不容易取下,就用螺丝刀硬撬气缸盖与气缸垫的结合处.这样做很容易损坏气缸垫或把气缸盖结合面撬坏.建议采用以下方法拆卸:拧松气缸盖螺母后,用木锤敲击气缸盖四周,然后快速摇转曲轴,借活塞压缩行程中的空气冲击,顶起气缸盖,使它与气缸体分离.     

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。     

气缸盖简易内腔清洗机

气缸盖是内燃机上结构复杂的零件之一,内部冷却水腔是缸盖循环冷却水的通道,结构形状复杂。在缸盖的铸造过程中,内腔采用砂芯形式,容易粘砂,住缸盖切削加工过程中形成的切屑容易通过出砂孔进人水腔,如杲清理不干净,砂粒或切屑粘附在水道壁上,水路不畅通,就会使气缸盖的导热性能降低,产生局部过热,影响发动机的性能。     

发动机气缸盖温度场测试试验系统研究

由于高温和温度分布不均等客观条件,发动机缸盖往往容易形成热疲劳裂纹,严重影响着发动机的可靠性和耐久性。因此,在发动机开发过程中,准确获得气缸盖温度场分布状况极为重要。基于NI硬件设备和LabVIEW软件开发环境设计了一套热电偶温度采集系统,并结合红外测温系统的使用特点,对某单缸风冷汽油机气缸盖进行温度场测试试验研究,以寻求更优的气缸盖温度场测试试验方法,并根据试验数据分析该发动机气缸盖热状态及其随运行工况变化的规律。     

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。     

发动机气缸盖维修技术要领

缸盖是用来密封发动机机体缸孔的重要部件,与缸套共同形成燃烧室,气缸盖上有很多孔道,分别是水道,承担分配各缸冷却水的分布冷却;油道,是润滑发动机上部零部件的主要通道;气道,分别是进气道和排气道。气缸盖承受着活塞爆炸作功巨大的反冲力的,所以设计这些孔道时要合理分布,注意应力集中,制作过程中还要进行时效处理。气缸盖是有配气机构组合机构,配气机构装有气门座,气门导管,进排气门,气门弹簧,摇臂轴及摇臂座组成,它的运动由发动机机体上的凸轮轴带动气门挺杆驱动。如何使柴油机发挥最大的动力,气缸盖的密封效能功不可没,这就要求气缸盖的表面精细度要求     

考虑配气机构冲击的气缸盖结构动力学仿真分析

配气机构的冲击作用会对柴油机气缸盖的应力场分布产生较大的影响。首先建立了某柴油机配气机构的多体动力学仿真模型,获得气门底座对于气缸盖的气门座圈的循环冲击载荷。在此基础上,综合考虑热应力及循环机械应力和冲击压力作用,对含气缸盖、机体、冷却水套等的组合结构模型进行瞬态动力学响应分析,对比分析了配气机构循环冲击对气缸盖的结构强度的影响大小。结果表明:相比于恒定等效的配气底座冲击作用力的加载,采用瞬态动力学并考虑变化配气机构底座冲击作用影响下得到的气缸盖应力场分布,气缸盖进排气门座圈处的应力值明显增加,应力值增幅可达到10%左右;火力面处的应力值也会增加,局部应力增幅可以达到30 MPa;同时,气缸盖的整体应力场也出现了不同程度的增加。