发动机排气歧管开裂原因分析

某发动机排气歧管在台架试验过程中开裂,通过对其失效特征以及表面氧化物形态进行分析,得出排气歧管开裂为热疲劳开裂,其过程为表面氧化层不断形成和开裂,排气歧管发生热疲劳开裂的原因主要与其局部呈内凹形结构有关。     

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。     

发动机排气歧管表面氧化皮龟裂与热应力场的相关性

对某发动机排气歧管的热疲劳开裂问题进行了分析,同时关注到排气歧管表面的高温氧化形态及其分布情况,这种高温状态下的表面氧化情况从某种程度上表明了与排气歧管结构相关的温度场、应变和应力场的分布情况,而这种表面的氧化形态及其分布的观察和分析有助于提高对排气歧管结构和热应力场的认知。     

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。     

某车型汽车排气歧管断裂失效分析

某车型汽车进行可靠性及耐久性试验时,行驶至10 000 km后发生发动机排气歧管断裂失效,通过对其化学成分、硬度及金相组织进行研究分析,发现其排气歧管因蠕化率过低,且存在粗大片状石墨,在恶劣的工况下发生热疲劳断裂。针对其失效原因进行深入分析,并提出了预防及改进措施。     

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。     

某型高镍铸铁排气歧管热疲劳寿命预测

针对目前D5S高镍铸铁排气歧管热疲劳寿命预测公式精度不高的缺陷,对D5S材料进行高温拉伸试验,以估计Manson-Coffin公式寿命预测参数,结合STARCCM+与ABAQUS流固耦合功能,对D5S排气歧管热疲劳寿命进行预测。结果表明,排气歧管表面温度最高位置出现在四缸排气流汇合处,5个循环后危险位置平均ΔPEEQ值达到0.548%;根据高温拉伸试验数据获得材料的应变-寿命曲线,并计算出危险位置预测寿命为1 678个循环;发动机台架验证试验的结果,两根歧管的寿命分别为2 217个循环和2 014个循环。与经验公式预测结果(625次循环)相比,修正公式所得结果与试验结果更为接近。研究成果可为D5S材料排气歧管寿命预测提供依据。     

发动机排气歧管断裂分析及其设计改进

排气歧管是发动机的主要受热件,工作热负荷大,振动强度高,工作环境极其恶劣。某新开发的发动机在进行A lpha样机耐久性试验时发生了排气歧管断裂故障。文章分析了如何借助CAE软件分析该排气歧管发生断裂的根本原因,基于失效原因提出了新的排气歧管设计方案,并使用CAE软件NASTRAN 2005对新旧两种设计方案进行了对比分析,确认了新方案的可行性。     

某柴油机排气歧管的热固耦合分析

某型柴油机排气歧管在热冲击试验中出现断裂。采用热固耦合的分析方法,模拟排气歧管在全速全负荷工作时的温度场以及冷却过程中的热应力。通过分析发现歧管出口处热应力超过了材料本身的屈服点,在局部产生了塑性变形。当温度低于室温时,歧管的局部区域反复产生残余应力与残余变形后,因热疲劳导致断裂。根据计算结果,找出了歧管断裂原因并提出了优化方案。     

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。     

柴油机气缸盖热负荷仿真分析

以某6V110高强化柴油机为研究对象,建立单排冷却水套流场分析模型,确定冷却效果最差的一缸。考虑材料塑性因素,建立该气缸盖流固耦合和结构分析模型,研究热应力的分布特点。结果表明,该气缸盖火力面最大应力及塑性应变均出现在排气道与气门交汇处,排气门侧发生疲劳破坏的可能性较大,与试验结果相符。基于流固耦合计算模型,采用正交设计方法研究了影响气缸盖热负荷的因素,燃气温度和冷却水流量是影响热负荷的主要因素。     

汽车排气总管的振动控制

为减小菜轻型货车排气总管在发动机怠速情况下的振动，利用MSC／NASTRAN有限元分析软件对其进行模态分析。分析结果表明：怠速下发动机的激励频率与该排气总管的固有频率发生耦合，引起了共振。针对实际生产情况，通过改进发动机与排气总管的连接方式改变了排气总管的固有频率，降低了振动。     

基于BOOST软件对某款汽油机排气歧管的优化

利用AVL BOOST软件对某款汽油机进行了一维不稳定流动模拟计算,发现4-1的排气歧管连接方式影响发动机的充气效率.将排气歧管连接方式由原来的4-1改为4-2-1,且在不影响各缸充气效率的情况下,微调排气歧管的长度得到3种方案.通过比较功率和扭矩确定方案2为最佳方案,并按改进方案2设计排气系统进行了试验.结果表明.与原方案相比,按方案2改进排气系统后发动机功率提高,且其燃油消耗曲线更加平坦,低油耗范围扩大.     

铸铁缸盖热疲劳裂纹扩展速度估算

以S195柴油机铸铁缸盖作为研究对象 ,运用概率断裂力学理论 ,以铸铁缸盖加速热疲劳安全使用寿命为依据 ,通过缸盖的材料物理性能参数来计算其热疲劳裂纹扩展速度 ,并拟合出加速热疲劳裂纹扩展系数与试验控制参数间的关系式     

491QE汽油机涡轮增压系统设计及模拟计算

为了提高491QE汽油机的性能,进行了增压系统的开发工作。通过计算确定了增压参数,并在原发动机基础上设计了定压排气管和脉冲转换排气管两种增压系统。利用循环模拟程序计算了491QE汽油机增压以后的性能。结果表明,脉冲转换系统在发动机废气能量的利用方面优于定压系统。     

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.     

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。