面向柴油机强化的缸盖冷却结构优化
发布时间：2021-09-18 16:01
随着柴油机强化程度提高,缸盖热负荷变大,为了预防热失效问题出现,需要对相应的冷却结构进行优化。论文结合某一柴油机产品提升功率的强化设计要求,采用流固耦合数值仿真手段,对缸盖冷却相关结构的流动和传热状态进行了分析,深入研究了主要结构参数对缸热负荷的影响规律,在此基础上提出了优化方案。具体研究内容如下:建立柴油机缸盖水套流动计算模型,搭建柴油机缸盖可视化试验台。对比仿真数据与试验数据验证水套模型的可靠性。搭建柴油机一维仿真计算模型并进行试验验证,得到了热计算边界条件。搭建了柴油机缸盖热负荷计算模型,分析了爆发压力提升对于柴油机热负荷的影响。根据疲劳和流动计算结果从以下四个方面进行柴油机缸盖强化潜力的研究:（1）缸盖火力面底板厚度的影响。减薄火力面底板厚度能有效降低缸盖热负荷,但需要兼顾机械强度。（2）水套壁面干涉处水套壁面外移的影响。水套壁面外移6mm能提高缸盖高周疲劳安全系数且缸盖热负荷增大最小。（3）进气侧上水孔孔径的影响。缩小进气侧上水孔孔径能有效降低柴油机缸盖热负荷。（4）第三、四缸缸间上水孔孔径、位置的影响。扩大靠近进气侧缸间上水孔能有效降低热负荷。（5）加强肋的影响。去除加强肋...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ测速仪??
Ｌａｓｅｒ?＆ｃｔｏｃ?ｔｏｒ??图１．１?Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ测速仪??１９６９年Ｄ．?Ｓｉｍｐｓｏｎ和Ｐ．Ｒ．Ｓｍｙ［ｎ］研制了如图１．２所示的激光多普勒测速装置。相比??Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ测速装置，该装置可以通过调节测试夹角来提高信号频率精度，对信号的带宽??要求低。其局限性是光束角度的精度不宜调节。??Ｊｊｆｅ?ｊ？ｃ?ｌ?ｙ??Ｕ３??图１．２激光多普勒测速仪??１９９４年，江苏工学院王谦等人［１８］用激光多普勒技术对柴油机涡流室内的流场进行了??测量，通过试验结果和计算结果的衬比分析，研究了涡流室内流场及其随曲抽转角的变化??规律。??２０００年，上海交通大学朱义伦、邓康耀等人［１９］借助激光多普勒技术测量了内燃机流??场。借助计算机处理得到了冷却水腔的流场分布云图，对水腔结构进行改善、消除了流动??死区，为气缸套良好的冷却提供了保证。??２００４年，第一汽车集团公司技术中心李伟、吴长玉等人［２°］为验证柴油机冷却水套计算??结果的准确性
场中还需要缸内温度，进排气道温度、换热系数等边界条件，这些都需要借助ＡＶＬ－ＢＯＯＳＴ??软件来实现。在ＡＶＬ－ＢＯＯＳＴ中建立柴油机一维仿真摸型，发动机工况为额定工况２４００ｒ／ｍｉｎ。??仿真模型如图２．?１所示??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]PIV技术在柴油机缸盖水套流场测量中的应用[J]. 张振扬,马宏伟,薛赪,黄云龙. 内燃机学报. 2017(05)
[2]汽油机PIV稳态进气试验及滚流比计算[J]. 朱忠攀,林瑞,杜爱民,朱沛沛,袁峥正. 内燃机工程. 2017(04)
[3]高功率密度柴油机气缸盖热负荷分析与优化[J]. 刘震涛,陈思南,黄瑞,尹旭,俞小莉,魏志明,张全中. 浙江大学学报(工学版). 2015(08)
[4]机械零件疲劳对比试验方法和结果判定[J]. 刘杰. 山西科技. 2015(04)
[5]基于正交试验的发动机冷却水套优化[J]. 陈美园,毕玉华,申立中,雷基林,张沛毅. 机械制造. 2012(09)
[6]2D25卧式柴油机冷却水套结构的CFD模拟优化[J]. 雷基林,申立中,毕玉华,贾德文,陈志娥. 农业工程学报. 2012(10)
[7]基于激光回馈效应的多普勒测速技术[J]. 赵世杰,张鹏,张永芹,杨玉萍,邓勇. 激光技术. 2012(02)
[8]基于激光多普勒测速的流场测试技术[J]. 刘友,杨晓涛,马修真. 激光与红外. 2012(01)
[9]激光多普勒测速技术进展[J]. 张艳艳,巩轲,何淑芳,霍玉晶. 激光与红外. 2010(11)
[10]柴油机缸盖水套冷却流场的LDV试验研究[J]. 谷芳,崔国起,吴华杰,李斌,杨志毅. 汽车工程. 2010(08)
博士论文
[1]缸盖热可靠性工程设计基础问题研究[D]. 尹旭.浙江大学 2015
[2]流体动力学方程组的性态研究[D]. 贾艳.安徽大学 2014
[3]重载车用柴油机缸盖内冷却水流动分析及强化传热研究[D]. 王兆文.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]柴油机冷却水套匹配与仿真分析[D]. 于海洋.辽宁工业大学 2015
[2]158FMI汽油机气道及缸内气体流动数值模拟[D]. 刘伟.重庆大学 2012
[3]基于CFD的汽油机冷却水套冷却性能数值模拟及优化[D]. 王楠.重庆大学 2011
[4]CFD在多缸柴油机冷却系统设计中的应用[D]. 王宇.大连理工大学 2007
[5]发动机机体缸盖冷却水CFD模拟计算与分析[D]. 杜佳正.华中科技大学 2007
[6]用PIV技术研究汽油机的缸内流场[D]. 王雪雁.天津大学 2006
本文编号：3400429
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ测速仪??
Ｌａｓｅｒ?＆ｃｔｏｃ?ｔｏｒ??图１．１?Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ测速仪??１９６９年Ｄ．?Ｓｉｍｐｓｏｎ和Ｐ．Ｒ．Ｓｍｙ［ｎ］研制了如图１．２所示的激光多普勒测速装置。相比??Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ测速装置，该装置可以通过调节测试夹角来提高信号频率精度，对信号的带宽??要求低。其局限性是光束角度的精度不宜调节。??Ｊｊｆｅ?ｊ？ｃ?ｌ?ｙ??Ｕ３??图１．２激光多普勒测速仪??１９９４年，江苏工学院王谦等人［１８］用激光多普勒技术对柴油机涡流室内的流场进行了??测量，通过试验结果和计算结果的衬比分析，研究了涡流室内流场及其随曲抽转角的变化??规律。??２０００年，上海交通大学朱义伦、邓康耀等人［１９］借助激光多普勒技术测量了内燃机流??场。借助计算机处理得到了冷却水腔的流场分布云图，对水腔结构进行改善、消除了流动??死区，为气缸套良好的冷却提供了保证。??２００４年，第一汽车集团公司技术中心李伟、吴长玉等人［２°］为验证柴油机冷却水套计算??结果的准确性
场中还需要缸内温度，进排气道温度、换热系数等边界条件，这些都需要借助ＡＶＬ－ＢＯＯＳＴ??软件来实现。在ＡＶＬ－ＢＯＯＳＴ中建立柴油机一维仿真摸型，发动机工况为额定工况２４００ｒ／ｍｉｎ。??仿真模型如图２．?１所示??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]PIV技术在柴油机缸盖水套流场测量中的应用[J]. 张振扬,马宏伟,薛赪,黄云龙. 内燃机学报. 2017(05)
[2]汽油机PIV稳态进气试验及滚流比计算[J]. 朱忠攀,林瑞,杜爱民,朱沛沛,袁峥正. 内燃机工程. 2017(04)
[3]高功率密度柴油机气缸盖热负荷分析与优化[J]. 刘震涛,陈思南,黄瑞,尹旭,俞小莉,魏志明,张全中. 浙江大学学报(工学版). 2015(08)
[4]机械零件疲劳对比试验方法和结果判定[J]. 刘杰. 山西科技. 2015(04)
[5]基于正交试验的发动机冷却水套优化[J]. 陈美园,毕玉华,申立中,雷基林,张沛毅. 机械制造. 2012(09)
[6]2D25卧式柴油机冷却水套结构的CFD模拟优化[J]. 雷基林,申立中,毕玉华,贾德文,陈志娥. 农业工程学报. 2012(10)
[7]基于激光回馈效应的多普勒测速技术[J]. 赵世杰,张鹏,张永芹,杨玉萍,邓勇. 激光技术. 2012(02)
[8]基于激光多普勒测速的流场测试技术[J]. 刘友,杨晓涛,马修真. 激光与红外. 2012(01)
[9]激光多普勒测速技术进展[J]. 张艳艳,巩轲,何淑芳,霍玉晶. 激光与红外. 2010(11)
[10]柴油机缸盖水套冷却流场的LDV试验研究[J]. 谷芳,崔国起,吴华杰,李斌,杨志毅. 汽车工程. 2010(08)
博士论文
[1]缸盖热可靠性工程设计基础问题研究[D]. 尹旭.浙江大学 2015
[2]流体动力学方程组的性态研究[D]. 贾艳.安徽大学 2014
[3]重载车用柴油机缸盖内冷却水流动分析及强化传热研究[D]. 王兆文.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]柴油机冷却水套匹配与仿真分析[D]. 于海洋.辽宁工业大学 2015
[2]158FMI汽油机气道及缸内气体流动数值模拟[D]. 刘伟.重庆大学 2012
[3]基于CFD的汽油机冷却水套冷却性能数值模拟及优化[D]. 王楠.重庆大学 2011
[4]CFD在多缸柴油机冷却系统设计中的应用[D]. 王宇.大连理工大学 2007
[5]发动机机体缸盖冷却水CFD模拟计算与分析[D]. 杜佳正.华中科技大学 2007
[6]用PIV技术研究汽油机的缸内流场[D]. 王雪雁.天津大学 2006
本文编号：3400429
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