柴油机组合进气道布置位置优化研究

针对某型柴油机切向/螺旋组合进气道进气系统进行了稳态流场的数值模拟,分析了组合气道的流动特性,为进气道位置优化提供了依据;在不改变原机气道形状的基础上,通过稳流试验确定了最终进气道位置的优化方案,证实了流动数值模拟在气道优化中的指导作用。     

基于虚拟设计的发动机工作过程研究

提出了流场静态模拟、气道稳流试验、流场及燃烧的三维动态模拟相结合的工作过程虚拟设计方法,并对车用4气门汽油机进行了详细的模拟研究.通过流场静态模拟与气道稳流试验相结合,使两者的结果相互补充,并对选用的湍流模型进行验证;将流场三维动态模拟的结果作为初场应用于燃烧三维动态模拟,使燃烧模拟更接近于实际工作状态.静态与动态模拟的较好结合既能大量节省计算时间,又提高了模拟的真实性,有效缩短产品开发与改进的周期.     

气门开启过程对压缩终了缸内涡流运动的影响

首先采用进气道稳流试验和数值模拟方法对两款柴油机进气道的稳态流动进行研究对比,然后利用Converge软件对两款柴油机在标定工况下的进气和压缩过程进行了瞬态数值模拟研究,并对该过程中各个时刻的缸内和燃烧室内涡流运动通过无量纲参数瞬态涡流比来进行分析。结果表明,柴油机实际工作过程中进气道在气门小开度及中等开度下形成涡流的能力对压缩终了时燃烧室内的涡流强弱有很大影响。现有的稳态评价方法不足以体现这一特征,稳态评价方法有待改进。     

某高强化柴油机进气道的设计开发

以未简化的某柴油机进气道为研究对象,使用三维流动力学软件完成了气道稳流试验台中气道-气缸流动的三维数值模拟计算,模拟计算的流场显示出了在气道试验台条件下空气流动过程的详细状况,气道性能评价参数(流通系数和涡流比)的流动计算结果与气道试验结果吻合较好.数值模拟精度表明,气道CFD计算可以为发动机开发中气道设计提供理论依据...     

国六柴油机双旋流SCR混合器试验研究

为解决国Ⅵ柴油机SCR后处理系统在低排温、低负荷工况下存在的尿素结晶问题,采用CFD和试验研究相结合的方法,对某重型国Ⅵ柴油机后处理SCR单旋流混合器进行结构优化,设计出了一种双旋流混合器.对双旋流混合器进行NO x单点转化效率试验、瞬态WHTC排放试验以及10 h发动机台架尿素结晶验证试验.模拟结果表明:双旋流混合器能够产生更强的旋流效果,促使尿素喷雾和尾气充分混合、蒸发分解,且使氨分布均匀性指数提高了15.19％.试验结果表明:相较于单旋流混合器,双旋流混合器在氨氮比为0.7,0.9和1.2时的NOx转化率分别提高1.58％,1.78％ 和0.38％,N O x排放显著降低,混合器壁面未出现尿素结晶,解决了低温、低负荷工况下的尿素结晶问题.     

汽油高压旋流喷雾的数值模拟和试验研究

建立了GDI的汽油喷雾和混合气形成的数值模型，对不同喷油压力、燃烧室背压对静态喷雾的影响做了数值模拟，并利用CCD相机在定容燃烧弹中对GDI发动机高压旋流喷油器产生的喷雾作了高速摄影，通过与模拟计算结果的对比，分析了汽油高压旋流喷雾的发展过程。     

滚流测试装置对汽油机进气道稳流试验的影响

采用气道稳流试验对缸内滚流进行测试和评价是广为采用并行之有效的方法,但是由于没有统一的标准,滚流测试装置结构的差异对测试结果造成了较大影响,针对此问题,着重研究了不同结构的滚流模拟缸套对稳流试验结果的影响。研究表明:缸头结构对滚流比的影响幅度接近20%;缸套高度每增加一倍缸径,滚流比的衰减幅度约为6%;滚流强度测试结果与出气口直径成反比,当出气口直径接近缸径,为0.857B时,跃升现象不再出现。     

预应力CTRC板加固预载梁弯曲性能的数值研究

对预应力CTRC板加固预载梁的弯曲性能进行了试验和数值模拟研究。根据预载梁的卸载水平和持载水平设置了6个试验工况。试验和数值模拟结果表明,加固梁极限承载力的数值模拟结果与试验结果接近。与未加固的模拟梁相比,加固梁的极限承载力模拟值明显提高,极限承载力模拟值提高的最大比例为74.0%,但卸载水平和持载水平对加固梁的极限承载力影响较小。试验结果和数值模拟结果的对比证明了预应力CTRC板加固预载梁数值模拟的有效性和准确性。     

双进气道柴油机丝线法可视化稳流测试及缸内气流运动特性分析

搭建基于丝线法的发动机可视化气道稳流实验台,对气缸内近壁面流场进行可视化研究,同时利用CFD对气缸内近壁面气流运动进行了数值模拟,并将实验结果与模拟结果进行相互验证。结果表明:在稳流条件下,气缸壁面的丝线运动可直观体现缸内近壁面气流运动情况。气缸近壁面丝线运动方向受到螺旋气道产生的涡流作用,使丝线运动方向与涡流方向一致。切向气道侧近壁面流场在切向气道内气流和涡流运动的共同作用下,其气流速度最大,相应地此处的丝线摆动角度也最大。气门升程为8和12 mm时,丝线摆动角度分别为110°和90°。缸内瞬态流场存在涡流和滚流运动,但很快合并成单一的涡流运动。     

变压差气道稳流试验台的应用

气道性能(涡流强度、流量系数)对发动机的动力性、经济性和排放有重要影响。气道稳流试验台是目前最常用的综合评价进气道流动特性的实验装置,根据测量方法的区别可分为变压差和定压差。其中变压差试验方法相对于传统的定压差试验,具有快捷、高效的特点,减少气道稳流试验中的调整气道压差为恒值的操作程序。本文基于TUST-101气道稳流试验台的实际应用,对比了2种试验方法的差异,并根据实际应用对试验台进行部分改进以提高精度。     

V型多缸柴油机冷却系统流动不均匀性研究

采用SolidWorks建立某V型多缸柴油机冷却系统的水路三维模型,利用FLUENT软件对冷却系统中水路的流动进行了三维仿真计算,分析了冷却系统在不同发动机入口流量情况下左右两排气缸流量的差异及单排气缸中通过各缸盖的流量不均匀性变化规律.结果表明:随发动机入口总流量的增加,左排气缸冷却液流量与右排气缸冷却液流量分配的差异减小,趋于均匀;单排气缸中,通过各缸缸盖的流量绝对值差异随总流量的增加而增加,但不均匀度变化较小.     

液力减速器内流场的CFD数值模拟研究

用CFD数值模拟技术对液力减速器内部流场进行研究,得到了不同工况下液力减速器内流场的压力和速度分布特性与制动力矩的大小,并对结果进行处理和分析.模拟结果与试验数据的对比表明,流场计算是准确的.     

双气门汽油机进气道气体运动特性

通过模拟计算可以在较短的时间内获得关于气缸内气体流动的详细信息,为进一步分析气道内流场及各种参数提供参考,降低新产品开发和试验周期。文章利用Fluent软件对二气门汽油机进气道的气流运动进行了三维数值模拟计算和试验分析,结果表明发动机缸内的滚流很弱,在进气门下方形成一个＂混合死角＂,不利于油气的混合,流量系数的模拟值与试验结果较接近。指出CFD技术在发动机气道气体流动的模拟中具有较高精度,可为分析气道内流场的分布及气道的改进提供可靠依据。     

DL59天然气发动机冷却水套流动与传热仿真分析

应用商用计算流体力学软件Fluent对某天然气发动机冷却水套进行了模拟计算,得出了缸体、缸盖水套内的冷却液流场分布以及压力损失。水套总压损失的计算结果为43.72kPa,缸体水套冷却液流速0.7m/s以上,缸盖水套冷却液流速0.5m/s以上,均符合流速准则。热负荷较高区域的传热系数也满足要求。     

非道路用柴油机缸体冷却水流场试验与CFD分析

对SNH4102Z柴油机缸体冷却水套进行了台架试验,得出冷却水套上各分水孔的流量和压力;利用计算流体动力学(CFD)软件对SNH4102Z柴油机缸体冷却水套进行了数值模拟计算,得出冷却水套内冷却水流场;模拟计算和试验结果基本符合。针对模拟计算结果中冷却不足之处,提出了缸体冷却水套的改进方案;通过对比改进前后的冷却水流速和冷却效果,发现该改进方案能较好地改善缸体冷却水套流场。     

进气管结构对天然气发动机性能影响的模拟与试验研究

利用数值模拟与试验研究相结合的方法分析了进气管结构对天然气发动机性能的影响。结果表明,进气过程中人字形进气管气流运动方向产生较大回转,歧管入口处产生较大涡流,导致流动损失增加,且2缸和3缸存在受相邻进气气缸抢气的现象,造成的各缸进气不均匀性可达6.69%,而谐振进气管不仅各缸的充气量高于人字形进气管,而且各缸进气不均匀性只有3%左右,采用谐振进气管时发动机动力性、经济性和排放性能得到明显改善。     

双通道蜗壳径流涡轮的设计与流动机理研究

低负荷下的扭矩对于小型发动机十分重要,其决定了汽车的驾驶性能。配有双通道蜗壳的涡轮已被证实在瞬态性能和气缸扫气方面具有极大优势。本研究通过数值方法,比较了不同部分进气条件下双通道径流涡轮的性能。设计了一个双通道径流涡轮,以达到某国外混流涡轮(带有可变喷嘴的涡轮A)的流通能力。借助软件ANSYS-CFX,采用稳态数值模拟方法来实现全部进气和部分进气条件下涡轮的性能预测。基于不同进气条件(叶根进气HI和叶尖进气SI)的性能比较结果进行流动机理分析。结果显示SI比HI具有更好的性能,且传递到叶轮的流动在通道内产生了完全不同的涡流结构。对于HI进气,产生于叶轮叶根处的涡流逐渐迁移到叶尖区域,而SI进气正好相反,这即是HI进气较SI进气具有更高流动损失和更差性能的原因。     

天然气重型货车气瓶支架改进及轻量化研究

针对某天然气重卡气瓶支架初始设计方案,建立支架有限元模型。按照国家标准要求对3种工况下的气瓶支架进行了仿真分析。通过仿真结果和试验结果的对比,验证了支架有限元模型的准确性。在仿真结果的基础上,综合考虑工艺性和轻量化,对支架结构进行了改进优化,并对改进结果进行了试验验证。改进方案在提升工艺性的同时实现了产品轻量化,完成了优化目标。     

欧洲稳态测试循环工况下微粒捕集器的流场分析

结合欧洲稳态测试循环工况（ESC）,对目前广泛应用的壁流式蜂窝陶瓷微粒捕集器建立CFD仿真模型,研究其静压力分布、速度分布、碳颗粒浓度分布规律,预测其对再生反应的影响,并对比分析ESC几种工况下的流场状况及捕集效率,模拟结果显示高速工况下的微粒捕集器内流场速度和排气背压较大,并拥有较好的捕集效率。