柴油机气缸盖传热规律研究

利用Star CCM+软件,采用多面体网格技术和基于流体体积函数方法(VOF)的两相流沸腾模型,对单缸柴油机气缸盖的冷却传热进行了流-固耦合仿真计算,通过气缸盖的测试温度对仿真结果进行了校验.在此基础上,对气缸盖的传热规律进行了研究.研究表明,单缸柴油机负荷增加时,气缸盖冷却水壁面排气门鼻梁区的传热系数HTC呈现出在较小负荷增加迅速,在较大负荷增加变缓的规律;气缸盖向冷却水传递的热流量则随单缸柴油机负荷的提高呈现出加速上升的趋势,转速为2 000r.min-1时,单缸柴油机功率由44kW增加到61kW,气缸盖传递给冷却水的热流量增幅为31.4%;功率由61kW增加到80kW,气缸盖传递给冷却水的热流量增幅为61.3%.

高功率条件下气缸盖的温度测试和改善冷却的数值模拟

在强化条件下对BFM1015柴油机气缸盖的温度场进行了试验研究,总结了气缸盖温度随负荷变化的规律及强化带来的问题.对冷却水腔进行了流动数值分析,发现冷却水对气缸盖火力面附近关键区域冷却效果较差且冷却效果不对称,在加大冷却水流量时更为显著.对原气缸盖冷却水腔进行了改进设计,通过改变局部结构和流场,改善了水流的对称性并提高了火力面附近关键区域的流速,在提高流量时延续了较好的效果.对改进后气缸盖的温度场进行了仿真计算,与原气缸盖的仿真结果进行了对比.结果表明,水腔改进后冷却水有效改善了气缸盖的冷却状况,柴油机负荷越大改善效果越明显.

BFM1015柴油机气缸盖的改进设计和试验研究

建立了BFM1015柴油机气缸盖进气道和冷却水腔的改进设计模型,对进气道的流通特性进行了试验对比和冷却水腔的流场分析对比,完成了气缸盖改进模型的砂芯快速成型和铸造加工。在单缸柴油机试验台上对改进设计的新气缸盖进行了试验研究并和原气缸盖的试验结果进行了对比分析。结果表明:安装新气缸盖的单缸柴油机在高转速时燃油消耗率比安装原气缸盖时明显降低,降幅最高达到7g/(kW.h);在相同负荷下,新气缸盖火力面的温度比原气缸盖显著下降,在排气门鼻梁区温度下降最明显,最高下降61.8K;新气缸盖的传热能力比原气缸盖提高约50%。

高强化内燃机活塞瞬态温度场分布规律研究

应用ANSYS有限元分析软件,建立了某高强化150内燃机活塞的三维有限元分析模型,计算了瞬态过程和快速冷起动过程中活塞温度场的变化历程及热应力状况。计算结果表明:瞬态活塞顶面的温度波动最大达到22℃,由此产生的瞬态热应力幅值与稳态热应力幅值处于相同的数量级。而冷起动过程活塞温度近似按指数规律上升。这些快速变化的温度引起的附加热应力是活塞顶面热损伤不可忽视的因素。

近壁面网格尺寸对湍流计算的影响

采用不同的网格划分策略,利用FLUENT软件对长直圆管管内湍流进行数值计算.计算结果与半经验理论曲线的比较和分析表明,降低网格渐变率、提高径向网格数目以及调整壁面层网格的y+值均能够有效改善计算结果的精确性,而y+在其中起主要作用.针对同一网格划分策略,改变边界条件对计算结果精确性的影响相对较大,而改变模型引起的影响则相对较小,因此,不同边界条件应采取相应的网格划分策略尤其是选择合适的近壁面网格尺寸.

基于发动机受热件热疲劳试验损伤的寿命预测研究

在发动机受热件加速热疲劳台架试验研究的基础上 ,综合连续损伤力学及热疲劳研究的一些成果 ,提出了热疲劳损伤模型 ,并据此推导了试验控制参数与零件试验寿命间的预测关系式。根据铸铁缸盖热疲劳试验结果 ,拟合了模型参数。同时 ,寿命预测与试验数据的误差分析表明 ,由于热疲劳问题本身的复杂性 ,缸盖寿命的离散度大 ,但变化趋势明显 ,适于工程应用。

铸铁缸盖热疲劳寿命试验及高温蠕变修正

铸铁缸盖鼻梁区的热疲劳断裂是机车柴油机最常见的故障。本文对多个机车16V240柴油机缸盖进行了加速低循环热疲劳试验,在试验中考虑了高循环热疲劳的影响;并利用线形损伤累积理论及蠕变的特点,对高温蠕变的影响进行了计算修正;预估了该缸盖的使用寿命,并对实验及计算结果进行了分析。

高功率密度柴油机设计问题的仿真

对目前军用柴油机领域提出的高功率密度(HPD)柴油机(升功率92 kW/L)进行较为全面的仿真分析,得到各主要因素对HDP柴油机性能的影响规律,提出如何设计实现柴油机的超高升功率化及实现过程中需要重点解决的技术难点。

柴油机气缸盖的耦合场分析及应用

应用现代设计方法实现了柴油机气缸盖流场、温度场、应力场的耦合分析,探索了柴油机热、流、固耦合计算的一般方法和具体实施技术。考察了关键结构对气缸盖温度及应力大小和分布的影响程度,并且就缸盖入口流量对缸盖冷却的影响进行了分析。

发动机受热件热疲劳台架的感应加热特征

对发动机受热件加速热疲劳试验台架的感应加热特点进行计算分析。根据研究结果将感应加热热源简化为表面热流边界条件 ,建立了加热阶段零件内瞬态温度变化规律模型。借助于铸铁缸盖温度及其它试验数据的测试结果 ,对感应加热的加热热流密度、台架所能达到的最大法向瞬态温度梯度等进行了计算分析。计算分析结果表明 ,通过选择适当的加热功率 。

内燃机活塞温度多路红外遥测系统(英文)

设计一种高精度、高抗干扰的内燃机活塞温度多路红外遥测系统 .该系统用热电偶将测点的温度变成电压信号后 ,再用电压 /频率转换器使之成为频率信号 ,频率信号驱动红外发光二极管发送红外光脉冲 ;在接收端 ,光敏三极管接收红外光脉冲 ,经反变换之后 ,通过接收器记录的电压值反映出测点的温度值 .试验结果表明 :该测温系统软硬件设计合理 ,方案可行 ;实现微机多路巡回检测 ,能全面测量活塞温度 .

液力减振器结构参数对动态特性的影响

研究液力减振器的设计参数对减振效果的影响 ,以提供液力减振器设计方法 .以奥迪 10 0轿车所用惯性通道——解耦膜式液力减振器为例 ,建立了液力减振器的物理模型 ,推导出动刚度 Kd 和滞后角 θ的数学表达式 ,由此分析主要设计参数对减振器动刚度和滞后角的影响 .液力减振器橡胶主簧刚度对减振器动态特性的影响最大 ;惯性通道横截面积、惯性通道长度等参数对减振器的动态特性也有重要影响 .

柴油机冷却水套的优化设计方法

各缸的冷却均匀性是高强化柴油机设计的基本要求之一。本文以CFD商用软件STAR-CCM+为工具,对某型六缸柴油机冷却水套进行了模拟计算和优化设计。采用进出口在同一端的方式,容易造成缸盖各缸冷却水流量分配不均匀,进而产生各缸盖冷却水速度差异很大的现象。根据流量和压差的关系,引入了流阻图的概念,进行流阻分析,通过改变上水孔尺寸,改变相应的流阻大小,灵活调整各缸盖冷却水流量分配。结果表明,基于此方法进行改进后,各缸流量分配基本均匀,冷却水流量最大不均匀度由50%降低到4.6%,冷却效果得到明显改善。最后,通过改变不同的总进口流量,进一步验证了该方法的有效性。

热应力产生的根源及针对发动机受热件的解决方法

热应力产生的根源在于“热胀冷缩受到约束” ,降低温度幅值和解除或减弱热变形约束是减小热应力的两个最基本的方法。作者重点对解除热变形约束减小热应力的各种常用措施进行了分析、探讨 ,并针对解决 4 10

铂电阻瞬态气体温度传感器研制及试验验证

利用热电阻测温原理，设计、研制了铂金属薄膜热电阻瞬态气体温度传感器，并将该传感器应用于内燃机排气温度的测量，测试结果表明：该传感器测温范围宽、稳定性好、精度高、响应快，可满足有关学科瞬态气体温度测量的要求。

半主动控制液力悬置的模拟和实验研究

设计开发了一种阻尼可调式半主动控制液力悬置 ,通过调节惯性通道的截面积可以改变减振器动刚度和滞后角的峰值发生频率和最大峰值的幅值 ,从而达到改变减振器动特性的目的 .双层隔振实验台上的实验结果表明在输入激励幅值不变的情况下 ,通过改变惯性通道的截面积可以在各种激振频率下得到最佳的隔振效果 ,在实际应用中可以根据发动机的实际转速实时调节减振器的惯性通道截面积 。

发动机缸盖试验寿命趋势预测与分布规律研究

在发动机受热件高频感应式加速热疲劳台架试验研究的基础上 ,综合连续损伤力学及热强度、热疲劳研究的一些成果 ,推导了试验控制参数与零件试验寿命间的趋势预测模型 ,拟合了平均试验寿命的趋势预测模型参数 ;根据一定试验控制参数下的试验结果分析 ,验证了寿命分布服从威布尔分布 ,并对分布模型参数进行了参数估计 ;根据试验结果分析及威布尔分布的特点近似确定了安全寿命 (可靠度大于 99% )的曲线模型及参数值 ,得到了有实用价值的概率—试验载荷—寿命曲线 (曲面 )

基于弹性计算的铝合金活塞低循环疲劳寿命预测

为了研究内燃机铝合金活塞在高温蠕变影响下的低循环疲劳寿命，以柴油机铝合金活塞弹性有限元计算所得到的名义应力、应变为基础，利用Neuber原则计算其真实弹塑性应力应变．根据活塞载荷的特点进行了高温蠕变影响下的低循环疲劳寿命预测公式的理论推导，提出了一组预测铝合金活塞低循环疲劳寿命的公式，并对公式的工程应用价值进行了试验验证．

内燃机连杆大头轴承润滑CFD分析

曲轴轴承的润滑对内燃机工作有重要影响,对连杆大头轴承润滑问题进行了CFD计算研究。针对轴承润滑CFD过程容易发散的问题,分别使用HYPERMESH、GAMBIT两种软件对尺寸相差悬殊模型划分了网格,探讨了不同网格方案对计算结果的影响,比较了两种软件在划分不同网格方案时的优缺点;针对CFD计算时油膜计算域出现负压区的现象,提供了一种简单易行的处理办法,通过修改网格模型,消除了负压区对润滑油膜计算以及轴承承载计算等的影响;给出了相应的结论。

小缸径活塞温度场红外遥测系统研究

本文通过分析原有活塞温度场红外遥测系统的不足之处,针对小缸径活塞提出了在多通道、测量精度、功耗、数据传输的可靠性等方面的改进措施,新系统采用了直接将温度信号在活塞内部数字量化,然后将数字量装配成数据包通过红外线发送出去的方案,以满足其在更苛刻的条件下工作,最后对新系统在6106型柴油机实际测量应用情况进行了介绍说明。