本文關(guān)鍵詞：增壓中冷柴油機熱負(fù)荷分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著節(jié)能減排政策的日益嚴(yán)格,柴油機缸內(nèi)爆發(fā)壓力提高到16MPa以上,缸蓋-缸套熱負(fù)荷大幅度增加。受到高溫高壓作用及冷卻不均勻性產(chǎn)生的影響,會出現(xiàn)變形、漏氣、龜裂、結(jié)膠、機油老化、拉缸、機油耗變大及非正常燃燒的現(xiàn)象,嚴(yán)重影響柴油機的動力性、經(jīng)濟性及可靠性。以增壓中冷柴油機為研究對象,針對柴油機冷卻不均勻性及熱負(fù)荷問題進(jìn)行了研究,提出了改進(jìn)方案,具體開展了以下研究工作： (1)在分析發(fā)動機主要受熱零件傳熱仿真特點的基礎(chǔ)上,建立了內(nèi)燃機缸蓋-缸套-冷卻水-機體流固耦合系統(tǒng)。耦合系統(tǒng)包括了固體和固體之間的耦合傳熱與流動,同時也包括了流體和固體之間的耦合傳熱與流動。將原來單個零件傳熱仿真時的外邊界條件變?yōu)閮?nèi)邊界,由由有限元軟件進(jìn)行內(nèi)部處理,使得仿真更合理且簡單。 (2)根據(jù)試驗建立了正確的柴油機一維冷卻系統(tǒng)模型及三維冷卻水套模型。根據(jù)試驗與仿真結(jié)果,對該型柴油機整機冷卻水套的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,結(jié)果表明,最優(yōu)設(shè)計方案能較好的提高該機整機的冷卻能力,從而降低了柴油機的熱負(fù)荷。其中,缸蓋及機體水套平均流速分別提高了8.1%、9.8%,缸套表面流速提高了21.2,而冷卻均勻性提高了51.6%,壓力損失情況也有所改善。 (3)論文最后以CFD分析結(jié)果為依據(jù),對柴油機“缸蓋-缸套-冷卻水-機體”系統(tǒng)進(jìn)行了內(nèi)流固耦合數(shù)值模擬,通過冷卻水流場和柴油機固體傳熱的模擬,得出了氣缸蓋、機體及缸套內(nèi)的溫度場。對比原方案,優(yōu)化方案改進(jìn)明顯；其中,缸套溫度降低了3.6。C,缸蓋水套最高溫度降低了10℃；缸套變形改進(jìn)幅度最大達(dá)到14.55%,平均改進(jìn)幅度為4.99%；而缸蓋與機體的變形與溫度也有不同程度的改觀。 通過流固耦合數(shù)值模擬,可以使柴油機在初始設(shè)計階段就能詳細(xì)地了解氣缸蓋、缸套、機體內(nèi)溫度的分布,并在此時就可以對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,從而大大縮短設(shè)計周期。
【關(guān)鍵詞】：柴油機 CFD 熱負(fù)荷 流固耦合
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TK421
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究的目的和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)及現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 國外研究動態(tài)及現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究動態(tài)及現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容13-14
• 1.4 論文研究的技術(shù)路線14-15
• 第二章 柴油機流固耦合傳熱理論及模型的構(gòu)建15-29
• 2.1 柴油機的基本傳熱關(guān)系分析15-16
• 2.2 流固耦合流動與傳熱基本理論16-22
• 2.2.1 流體動力學(xué)基本理論16-18
• 2.2.2 熱分析基本理論18-22
• 2.3 柴油機耦合傳熱模型建立22-28
• 2.3.1 缸內(nèi)燃燒過程仿真的技術(shù)路線22-23
• 2.3.2 缸內(nèi)燃燒工作過程仿真模型的建立23-24
• 2.3.3 缸套內(nèi)表面換熱系數(shù)及溫度24-26
• 2.3.4 缸蓋燃燒室換熱系數(shù)及溫度26-27
• 2.3.5 冷卻液側(cè)流動換熱27
• 2.3.6 進(jìn)、排氣道傳熱邊界條件27-28
• 2.4 流固耦合傳熱界面的處理28
• 2.5 小結(jié)28-29
• 第三章 柴油機冷卻水套流動特性分析29-51
• 3.1 引言29-30
• 3.2 一維冷卻系統(tǒng)分析30-33
• 3.3 冷卻水套模型分析33-36
• 3.3.1 物理模型建立33-34
• 3.3.2 冷卻水套計算網(wǎng)格處理34-35
• 3.3.3 邊界條件設(shè)置35-36
• 3.4 CFD計算結(jié)果分析36-43
• 3.4.1 冷卻水套流動及換熱能力分析36-42
• 3.4.2 冷卻水套壓力損失分析42-43
• 3.5 臺架試驗測量43-49
• 3.5.1 試驗?zāi)康募皟?nèi)容43-44
• 3.5.2 試驗設(shè)備44
• 3.5.3 測點布置44-45
• 3.5.4 試驗方案45-46
• 3.5.5 試驗結(jié)果分析46-49
• 3.6 小結(jié)49-51
• 第四章 冷卻水套優(yōu)化51-59
• 4.1 引言51
• 4.2 正交計算方案的建立51-53
• 4.3 正交計算最優(yōu)方案確定53-57
• 4.3.1 方案分析53-56
• 4.3.2 最優(yōu)方案結(jié)果分析56-57
• 4.4 小結(jié)57-59
• 第五章 柴油機熱負(fù)荷分析59-85
• 5.1 引言59
• 5.2 柴油機溫度場分析59-70
• 5.2.1 幾何模型建立60
• 5.2.2 網(wǎng)格模型的建立60-62
• 5.2.3 計算邊界條件的設(shè)置62-63
• 5.2.4 缸蓋溫度場有限元分析63-66
• 5.2.5 氣缸套溫度場有限元分析66-70
• 5.3 受熱零部件的熱應(yīng)力分析70-83
• 5.3.1 模型與邊界條件設(shè)置70-71
• 5.3.2 氣缸蓋熱應(yīng)力與變形分析71-72
• 5.3.3 機體熱應(yīng)力與熱變形分析72-73
• 5.3.4 氣缸套熱應(yīng)力與熱變形分析73-83
• 5.4 小結(jié)83-85
• 第六章 全文總結(jié)與展望85-87
• 6.1 全文總結(jié)85-86
• 6.2 展望86-87
• 致謝87-89
• 參考文獻(xiàn)89-93
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間參與項目及發(fā)表論文93
• 附錄1 參與項目93
• 附錄2 發(fā)表論文93

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 楊曉;郭濤;;CFD_FEA耦合計算分析發(fā)動機排氣歧管熱負(fù)荷[J];裝備制造技術(shù);2010年10期

2 畢玉華;雷基林;王貴勇;徐勁松;林玉珍;;增壓中冷柴油機缸蓋水套CFD分析[J];拖拉機與農(nóng)用運輸車;2010年03期

  本文關(guān)鍵詞：增壓中冷柴油機熱負(fù)荷分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：366800