CFD在发动机排气歧管设计中的应用

发动机排气歧管的传统设计方法已不能满足现代设计的需求,应用计算流体动力学（CFD）可以深入地了解排气歧管内部的压力和流场分布。文章利用发动机排气歧管气体流动的数学描述及排气歧管三维数值模拟及Fluent软件平台,采用k-ε湍流模型,对排气歧管内部压力和速度的分布情况进行了模拟和分析。结果表明,应用CFD来研究排气歧管和模拟其内部流动状况,计算效率高,容易实现,CFD对优化发动机排气歧管的结构设计和改善排气效果具有很好的指导意义。     

基于一维、三维耦合分析的歧管式催化转化器结构优化

通过所建立的一维发动机进排气系统CFD模型和三维排气歧管CFD模型,得到了各工况下排气歧管压力损失等数据和排气歧管瞬态流场分布等数据.采用一维、三维耦合方法对某型号歧管式催化转化器进行了结构优化,并通过评价试验分别对原模型及优化后模型进行了性能检测.结果表明,优化后模型的背压降低,压力波动范围变小,压力损失也比较小,改善了内部流场情况,提高了发动机性能.     

某车排气系统性能的数值模拟及优化研究

为提高某车发动机排气系统的消声量,建立该排气系统的有限元模型,采用三维有限元方法对该排气系统进行声学性能仿真分析,绘制传递损失曲线,发现该排气系统在试验测得的排气噪声频谱能量较高的频段消声量较小,消声性能有待改善.运用流体动力学计算软件fluent对排气系统的流场特性进行分析预测,获得压力损失预测值,以及内部流场的流速...     

基于ANSYS的发动机排气歧管流热固耦合性能分析

发动机排气歧管运行在高低温交变载荷下局部存在热应力集中引起塑性形变，易产生疲劳破坏，影响使用寿命。运用ANSYS workbench模块对排气歧管进行了流热固耦合性能分析，通过对高温高压废气流动模拟得出排气歧管的管道流场、应力场和温度场，确定了排气歧管塑性形变集中位置，验证了排气歧管设计，同时对排气歧管结构性能进行了分析。     

歧管式催化转化器流场分析与结构改进

建立了某带有氧传感器的歧管式催化转化器三维数值计算模型,应用计算流体力学(CFD)方法分析了该歧管式催化转化器内部流场结构。计算描述了氧传感器周围的典型涡流结构,并根据计算结果对歧管结构进行了改进。改进后的氧传感器周围流场得到较大改善,部分涡流消失;催化转化器载体内的气流不均匀度系数下降了38%;歧管催化转化器的排气背压得到降低。     

发动机排气歧管断裂分析

近年来,由于防止废气污染、噪声及提高燃油效率的需要,发动机气缸的排气温度不断提高,以及因超载和路况等原因引起发动机超负荷运行,导致排气歧管的热疲劳开裂时有发生。对某车型发动机排气歧管的热疲劳断裂问题进行综合失效分析,并从材料、结构方面提出改进意见。     

重型商用汽车排气系统流场分析

随着机动车辆尤其是重型商用车辆的增加,车辆废气、噪声等问题已成为影响人们日常生活的严重问题,而目前的排气系统存在不能有效的降低发动机排气噪声,同时排气阻力大,发动机功率损失较大,增加了耗油量。本文通过对某商用车型排气系统进行数值模拟,计算得到了其内部压力、速度、温度等参数的分布情况。根据分析结果,对消声器的内部结构进行了优化。改进后,内部流场的压力分布均匀,腔中大的湍流明显减少,避免二次噪音的出现,温度在两腔中变化明显,出口温度有所降低,消声器总体性能得到改善。     

汽车发动机排气歧管用耐热铸造合金的研究与发展

随着发动机性能的提高,发动机排气系统的工作温度随之上升。而汽车发动机排气歧管是将发动机各气缸排出的废气汇集到一起排出车外的重要部件,整个排气系统工作效率的高低取决于排气歧管的设计与制造,从而推动了发动机排气歧管的发展。     

汽车发动机缸盖与排气歧管装配体的模态分析

发动机排气系统的密封决定着发动机性能,研究发动机的振动对密封性能的影响。应用ANSYS Workbench软件分析,对汽车发动机缸盖、排气歧管密封垫及排气歧管的装配体进行带有预应力的模态分析,得到该装配体的固有频率,并与发动机对外激振频率进行比较,进而判断两者之间不能发生共振现象。证明该因素不会影响发动机缸盖、密封垫片及排气歧管装配体的密封性能。     

重量轻的排气歧管

美国钢铁公司用双层USS100号冲压不锈钢板试制出了一种6缸发动机用新型排气歧管。这种排气歧管重量只有3公斤,比一般铸铁排气歧管轻4.5公斤;而且具有减小噪声及由于发动机予热较快可以节约燃料等优点。     

某发电机组用柴油机排气歧管热应力仿真与分析

所研究的发电机组用柴油机属于重型大排量V型柴油机。由于对该平台的发动机进行了优化升级,发动机结构存在部分设计变更,为保证发动机运行的可靠性,需对排气歧管在高温热载荷下的强度进行验证分析。利用仿真技术对排气歧管进行了计算,其中涉及到了发动机性能、流动、传热以及热应力多个物理计算过程,最终得出了排气歧管热应力分布情况。通过评估,排气歧管大部分区域的热应力小于屈服极限,满足工程要求,但在加强筋区域存在局部应力集中现象,建议取消加强筋。     

排气歧管失效诊断研究

针对发动机开发过程中排气歧管开裂的工程问题,采用Abaqus CAE建立了排气歧管及其相关部件的有限元模型,根据排气歧管裂纹试验规范模拟计算排气歧管瞬态温度场;随后进行排气歧管的瞬态流固耦合分析,计算结果表明排气歧管局部存在塑性应变过大的情况,与裂纹试验中排气歧管开裂位置吻合;经过局部结构优化,最终解决了该排气歧管的开裂问题。     

汽车排放控制系统的检修

正1排气系统汽车排气系统是指收集并且排放废气的系统,一般由排气歧管、排气管、催化转换器、排气温度传感器、消声器和排气尾管等组成。汽车排气系统是主要排放发动机工作时所产生的废气,同时减少排出的废气污染和噪音。1.1排气系统及排气歧管1.1.1单排气系统及双排气系统直列型发动机在排气行程期间,气缸中的废气经排气门进入排气歧管,再由排气歧管进入排气管、催化转换器和     

基于一维、三维及耦合模型的汽油机进气系统优化

建立了基于一维计算流体动力学(CFD)进排气系统的某4缸4行程电喷汽油机工作过程循环数值模型,在验证模型精度的基础上,对发动机的歧管长度和配气相位进行了优化。通过一维CFD模型计算得到的进气系统优化结果,建立了进气歧管的三维稳态CFD模型,分析了歧管各支管的流动阻力和流动均匀性。最后将一维与三维进气歧管模型耦合建立汽油机工作过程循环数值模型,对该发动机工作过程中进气歧管内的动态流动进行了详细解析,分析了歧管长度和配气相位对流动的影响。     

发动机三元催化器数值分析

为了分析某发动机三元催化器载体前端气流分布情况,文章对该催化器进行了CFD数值分析。计算模式采取稳态计算,计算时分别考虑每个气缸排气,当一个缸排气歧管设定为排气时,其他缸的排气歧管设定为关闭状态。通过计算得到了载体前端的速度均匀性系数,由于4个缸分别排气时,速度均匀性系数均大于0.85,满足评价指标,因此该催化器满足设计要求。     

基于CFD的汽车排气歧管流场分析

<正>汽车发动机进、排气系统的结构和流动性能的优劣,直接影响到发动机的动力性、经济性和排放性,是发动机中的关键部分之一。在设计排气歧管时,为了不使各缸排气相互干扰以及不出现排气倒流现象,并尽可能地利用惯性排气,应使排气歧管的内表面光滑,降低排气阻力,而且各缸歧管应相互独立。     

基于仿生学的排气歧管建模的探讨

近20年来,人们开始利用仿生学思想对机械零件的结构形状进行优化。人体呼吸系统与发动机进排气系统具有极高的相似性,肺气管与排气歧管都起着气体传输的作用,这种功能和结构上的相似性为发动机排气歧管的结构设计提供了仿生对象。采用人体支气管来建立汽车排气歧管的模型。     

某重型汽车排气系统分析

排气系统的设计原则是利用尽量小的流动阻力把发动机燃烧形成的废气安全的排放到汽车外部,同时降低排气所产生的噪声。排气系统匹配的优劣性直接影响车辆的动力性、经济性和安全性,并对发动机的使用寿命有重要影响。文章利用STAR-CCM+软件对某重型汽车的排气系统进行了流场分析,检验排气系统匹配的优劣性,为进一步优化排气系统的设计提供理论依据。     

某发动机排气歧管优化设计

为了分析某发动机排气歧管的设计是否合理,文章对该排气歧管的内流场进行了CFD分析。通过CFD计算,得到催化器裁体前端的速度均匀性系数、氧传感器周围的最大流速和最大流速差异性系数。根据评价标准,当前设计状态不能满足要求。最后对排气歧管的汇总管进行了优化设计,并对优化设计再次进行了CFD分析,结果表明优化后的模型满足性能要求。     

排气歧管漏气对催化器的影响

目前市场上很多发动机的三元催化器封装在紧耦式的排气歧管中,封装后如果发生泄漏现象,将对整体的废气处理效果产生很大的影响,并且造成排温过高和催化器寿命降低等一系列后果。文章阐述了紧密耦合式排气歧管封装后的泄漏问题以及泄漏后对于发动机整体排放的影响,通过对三元催化器反应机理、试验结果以及失效件的状态分析,指出排气歧管泄漏影响最终尾气质量,并以此为依据指导日后发动机排气系统的设计和大规模生产等实际应用。