基于冷却液流动路径的水套流场分析方法及其应用

基于计算流体动力学(CFD)方法对冷却水套流场特性进行数值模拟,对各缸孔速度流线图及水套内部关键截面的流速分布进行分析,得出缸孔布局及冷却液流速分布规律。流向缸头上鼻梁区(或火花塞侧区)的缸孔面积应最大,流向缸头排气侧下鼻梁区的缸孔面积次之,流向缸头进气侧鼻梁区的缸孔面积最小,同时对于多缸机,各缸间衔接处可布置缸孔,改善缸间区域的冷却。缸头水套上鼻梁区冷却液流速应在1.5 m/s以上,下鼻梁区流速需控制在1.0 m/s及以上;缸体水套整体区域冷却液流速应大于0.5 m/s。基于冷却液流动路径分析获得的缸孔布局及冷却液流速分布规律应用于单缸发动机和双缸发动机水套流场评估及结构改进中,通过缸孔调整,单缸发动机和双缸发动机冷却水套流场得到明显改善,缸头水套鼻梁区冷却液流速及缸体水套冷却液流速满足流速分布规律。水套改进后发动机火花塞垫片温度明显降低。