發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套及缸蓋傳熱的CFD分析.pdf

1、隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的指標(biāo)性能和強(qiáng)化程度的不斷提升，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)已經(jīng)成為發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中非常重要的環(huán)節(jié)，其冷卻系能的好壞直接影響了發(fā)動(dòng)機(jī)工作的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。氣缸蓋作為發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷都很高的關(guān)鍵零部件，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作環(huán)境惡劣，其冷卻不足或者冷卻不均的地方會(huì)因局部過(guò)熱或者高低頻的熱沖擊的作用而出現(xiàn)裂紋，從而引起缸蓋的失效。因此合理設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，保障其冷卻效果可以有效的提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率和使用壽命。CFD技術(shù)作為指導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系

2、統(tǒng)設(shè)計(jì)的一種重要手段，其針對(duì)性強(qiáng)，設(shè)計(jì)周期短，計(jì)算精度高，近年來(lái)得到了飛速的發(fā)展，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
　　 本文以某汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，在三維軟件UG中建立其精確的三維模型，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化后在其基礎(chǔ)上抽取出冷卻水套模型。將其以CATIA-V4格式導(dǎo)入前處理軟件ICEM CFD中，經(jīng)幾何拓?fù)?、網(wǎng)格編輯工具建立高質(zhì)量的混合嗣格。然后將其導(dǎo)入ANSYS Fluent中通過(guò)模擬計(jì)算獲取發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套的流場(chǎng)信息，如速度矢量、溫度、換熱

3、系數(shù)、壓力分布等。經(jīng)分析整個(gè)冷卻水套中缸體部分三缸、四缸底部流速較低，溫度偏高。
　　 缸蓋部分一缸、二缸由于流速、流量低導(dǎo)致?lián)Q熱系數(shù)較小，火力面部分出現(xiàn)局部高溫，熱負(fù)荷較高，整個(gè)缸蓋冷卻均勻性較差。評(píng)價(jià)完冷卻系統(tǒng)的性能之后，在此基礎(chǔ)上分別針對(duì)缸體、缸蓋部分的冷卻問(wèn)題提出改進(jìn)思路，然后做出滿足冷卻要求的最佳改進(jìn)方案，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)結(jié)果對(duì)比，優(yōu)化后的缸體部分三缸、四缸底部的低流速區(qū)域得到明顯改善，缸蓋部分一缸、二缸