基于沸腾模型的汽油机缸盖温度场仿真

为提高缸盖温度场的仿真预测精度,合理运用沸腾换热的高效换热能力,利用矩形通道内沸腾传热试验台架研究了铸铝加热块、50%乙二醇水溶液在不同流速、入口温度和系统压力下的沸腾换热特性,并对现有渐进模型进行修正,建立适用于发动机缸盖材料及冷却液的沸腾传热模型。将修正后的沸腾传热模型嵌入STAR-CCM+软件进行仿真验证,结果表明,仿真所得壁面热流密度与试验结果的误差均小于5%。利用该模型建立缸体缸盖固体导热及冷却水腔沸腾换热耦合传热系统,仿真和试验结果表明:沸腾传热可有效提高缸盖与冷却液间的传热效率,该沸腾传热模型能更准确地预测缸盖温度分布。     

基于多物理场耦合的发动机温度仿真研究

文章利用STAR-CCM+软件,对发动机温度仿真进行了深入研究,通过与试验对标,建立并优化沸腾模型,通过对活塞与缸套换热边界的研究,引入冷却喷嘴、PCV冷却和摩擦热,提高了温度场的计算精度。建立了多物理场耦合的发动机温度仿真流程体系,可以用于指导设计开发,评估爆震趋势,避免膜态沸腾,并预估暖机时间,为发动机疲劳耐久仿真提供热边界,为发动机热管理系统设计提供重要依据。     

轿车发动机冷却水套流动与传热CFD计算分析

通过UG软件对某汽油机冷却水套建立三维模型,利用计算流体力学软件FLUENT分析发动机内部冷却水的流场分布、换热系数分布以及压力损失,同时对该发动机的冷却水套提出了优化方案并对其计算结果与原方案进行了对比分析。原发动机冷却水套的流动传热计算表明:缸盖进气侧冷却水流动较均匀,3缸和4缸缸体冷却水套排气侧冷却能力较差,1缸和2缸缸盖冷却水套排气侧冷却能力较差,通过改进前后换热系数比较,说明改进后的发动机冷却水套的换热能力优于原发动机冷却水套。     

活塞开式内冷油腔振荡流动传热特性研究EI北大核心CSCD

采用商用软件FLUENT的动网格技术和多相流模型对某活塞开式内冷油腔中的振荡流动特性与传热特性进行了模拟研究,揭示了机油通过率、充油率和换热系数随转速、冷却机油流量的变化规律.结果表明：机油通过率在60％～80％左右;机油填充率与转速和机油流量密切相关;内冷油腔平均换热系数随转速的提高而迅速增大;油腔中机油填充率过多或过少都会导致换热性能的下降.选取50％的机油填充率,可在保证活塞振荡传热效果的前提下,降低了冷却喷嘴的机油流量.     

活塞开式内冷油腔振荡流动传热特性研究

采用商用软件FLUENT的动网格技术和多相流模型对某活塞开式内冷油腔中的振荡流动特性与传热特性进行了模拟研究,揭示了机油通过率、充油率和换热系数随转速、冷却机油流量的变化规律。结果表明:机油通过率在60%~80%左右;机油填充率与转速和机油流量密切相关;内冷油腔平均换热系数随转速的提高而迅速增大;油腔中机油填充率过多或过少都会导致换热性能的下降。选取50%的机油填充率,可在保证活塞振荡传热效果的前提下,降低了冷却喷嘴的机油流量。     

整车热管理的一维与三维耦合仿真

同时建立了三维整车热管理数值模型和发动机及其冷却系统的一维数值模型.发动机舱内流场及其换热特性三维仿真获得的对流换热系数和换热量,可用来在发动机及其冷却系统的一维仿真中算出冷却系各部件的温度;这些又可作为三维仿真的边界条件,去更新发动机舱的热流特性.如此反复迭代直至收敛.这样的一维和三维耦合仿真分析,为样机制造前整车热管理的仿真提供了一种有效的方法.     

发动机缸盖凹面结构对过冷沸腾影响的可视化实验研究

建立了一套可视化的快拆传热试验装置,对发动机缸盖高温鼻梁区几种凹面结构的过冷沸腾现象进行了传热试验和激光多普勒测速(LDV)流场测试。LDV流场测试的结果显示,过冷沸腾对壁面附近的主流方向(U向)的速度有一定的阻碍作用,对垂直加热壁面方向(V向)的速度有较大的强化作用,在低流速、高热通量下,沸腾可使壁面处的V向速度提高一个数量级。随着凹面半径的减小,U向速度有小幅度提高,V向速度脉动强度减弱,在一定程度上抑制了沸腾的发生;过冷沸腾传热总量提高,对流传热系数增大,提高了强制对流传热量。Chen模型和BDL模型对平面结构的预测结果较好,总体平均误差能控制在20%以内,BDL模型在某些工况下甚至可以将误差控制在10%左右。但两模型未考虑凹面结构的影响,故沸腾曲线总体呈低估趋势,平均误差在30%以上,尤其对低壁面过热度下的预测精度更差,某些工况的预测误差甚至接近200%。表明目前过冷沸腾传热模型应予修正。     

柴油机缸盖水腔沸腾传热的修正计算

基于单相流沸腾传热模型,提出一种用于沸腾传热计算的修正算法,通过在CFD软件外部修正热流密度和换热系数来反映沸腾传热的影响。采用修正算法分别对某试验水道和柴油机缸盖水腔内的沸腾传热过程进行了数值模拟计算,与试验测量值相比,试验水道的最大计算误差为7.2%,缸盖水腔的最大计算误差为8%,表明修正算法不仅容易在CFD软件中实现,而且具有足够的精度。     

缸盖高热密度区纳米流雾化冲击冷却的研究

为进一步提升柴油机缸盖鼻梁区散热能力且解决多孔射流冲击下的干涉问题,提出了采用纳米流冷却液雾化冲击冷却方案,利用计算机仿真计算、高速摄影和柴油机台架综合测试研究了不同冷却方案对缸盖高热密度区换热效果和柴油机工作性能的影响。结果表明,采用雾化冲击冷却方式,因其冷却液沸腾换热以核态沸腾为主,传热效率高,故能实现缸盖高热密度区的良好冷却且温度比较均匀,温差小于6℃;该冷却方式还可增大柴油机的进气质量流量,在两种测试工况下,比传统冷却方式分别增加4%和8%。同时使NOx和烟度排放分别下降10×10-6和11%~15%。     

模拟柴油机缸盖水道沸腾传热的实验研究

采用2种装甲车辆常用冷却液(纯水和-35号冷却液),进行模拟柴油机缸盖水套的铸铝水道过冷沸腾传热实验。根据柴油机缸盖内冷却液的工作情况和实验装置的可控条件,对上述2种冷却液分别进行了冷却液不同主流流速(0.4~3m/s)、不同主流温度(75~95℃)和不同系统压力(0.1~0.25MPa)等工况实验。结果表明,不同流体主流流速与温度和系统压力对过冷度有一定的影响,进而对沸腾换热产生显著的影响。降低流速、提高流体主流温度和降低系统压力,均有助于强化沸腾换热效果。与纯水相比,-35号冷却液能较好地适应车辆冬季使用要求,但其饱和温度相对较高,较难出现沸腾换热现象,降低了换热的效果。     

Thermal Model for Square Lithium-ion Battery Pack

首先通过最小二乘法对方形锂离子电池组中单体电池的比热容、流道材料的导热系数和自然冷却条件下的综合换热系数进行了估计;然后根据热边界层理论确定了强制冷却条件下电池冷却流道表面局部综合换热系数的计算式;最后根据电池组的结构特点和冷却方式,建立了电池组的一维瞬态传热模型.该模型能根据电池组当前的环境温度、运行负荷、冷却强度和初始荷电状态实时预测电池组中各单体电池的运行温度.在Arbin试验台架上测量了144V/8A·h方形锂离子电池组在不同运行工况下单体电池的温度分布,并与模型仿真结果进行了对比,结果表明模型仿真的最大误差不超过1℃,满足混合动力系统性能仿真和电池组管理策略优化的精度要求.     

气流方向对通风制动盘散热性能的影响

制动盘温度过高会使汽车制动性能下降,研究冷却气流的方向对制动盘散热性能的影响,对加强制动盘的对流换热性能有着重要意义。在Fluent软件中仿真计算了实心制动盘,直方肋板通风制动盘,正旋和反旋的弯曲肋板通风制动盘模型,得到了各制动盘在不同来流方向下的外流场、外温度场、表面对流换热系数以及散热功率,确定了制动盘内侧沿中心轴的来流方向使制动盘散热最优,而沿制动盘径向的来流方向对制动盘的散热性能影响较小。在设计汽车制动盘对流冷却机构时可以参考这一结果。     

基于GT-COOL对整车冷却系统散热性能的仿真分析与试验研究

文章采用GT-SUITE软件对某乘用车冷却系统性能进行仿真分析,包括建立发动机水套、水泵、节温器、散热器和暖风芯体等部件的仿真模型以及关键部件的参数设定和仿真计算。研究了整车冷却测试工况下冷却系统各组成部件的流动和换热特性,并与整车试验进行对比,对所建立的仿真模型进行验证。针对整车冷却试验中出现的水温偏高问题,通过对冷却系统水侧回路方案的优化分析,给出了解决方案。文章对发动机冷却系统的仿真与试验研究,为整车前期冷却系统的开发积累了相关经验。     

汽车道路试验方法(十一)

十、汽车冷却系试验方法(一)试验目的冷却系是维持汽车发动机正常工作温度的重要组成部分,它除了将发动机的热量强制带走,避免发动机过热外,还应保持发动机有正常的工作温度而无过冷现象。汽车发动机冷却系有水冷却和空气冷却两种,我厂过去所进行的冷却系试验都是水冷却,因而此方法也仅叙     

某K29T发电机组用V型柴油机水套仿真分析

K29T柴油发动机主要用于发电站的发电机组,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,为保证发动机的冷却性能,需对冷却水套结构合理性进行验证。利用CFD仿真技术对水套内部流场进行了计算,得出了水套的流速、换热系数以及压力分布情况。通过评估,发动机水套结构合理,满足冷却要求,但存在优化空间。通过局部结构优化,总压损降低30.8%,降低了能耗。     

不同格栅开闭状态对发动机散热及采暖温升时间的影响分析

基于flowmaster软件,建立冷却系统流动模型、发动机固体换热模型、乘员舱换热模型和主动格栅模型。分析格栅开启和关闭状态下发动机表面散热差异、冷却系统温度变化情况以及乘员舱温度上升速度。关闭格栅后发动机对外散热量明显下降,更多的热量进入冷却系统,促使水温升高,最终加快乘员舱温度上升速度。     

基于活塞振荡冷却的流动与换热特性分析

基于柴油机高速化、增压化的发展大背景下,对活塞冷却的结构性能进行优化具有重要意义。借助CFD软件对活塞的振荡冷却瞬态流动与传热进行数值分析,得到了冷却油腔的机油体积分数、壁面换热系数以及进出口压力降等随曲轴转角的变化规律。结果表明,机油平均体积分数随着曲轴转角的增大先升高后减小;但是油腔壁面的平均换热系数随着曲轴转角的增加先升高后降低;油腔壁面的进出口压力降变化趋势与壁面平均换热系数保持一致;机油的射流冲击的驻点区附近壁面换热系数明显高于其他区域,并且对冷却油腔顶部和底部的强化换热明显高于侧壁。该结果可为优化燃机理论应用提供前瞻性基础。     

浅谈汽油汽化对发动机的冷却

我们知道,要使摩托车发动机正常运转,必须使其保持在正常温度范围内,既不能过冷也不能过热。为保持发动机在正常温度范围,通常采取风冷、油冷、水冷等冷却方式,使     

发动机冷却系统匹配浅析

1前言 汽车发动机在工作时,燃料燃烧产生15％ ～ 35％的热量需要通过冷却系统带走.冷却能力不足,会导致发动机缸体温度过高,加速机油变质和烧损、零件的磨损加剧.但从另一方面来说,过度冷却对发动机也是有害的,发动机经常在过冷状态下使用时,机油的润滑能力下降,同样会导致零件的磨损加剧.由此可以看出,冷却不足和过度冷却均会导致发动机的动力性、经济性、可靠性下降,因此冷却系统的合理匹配就显得十分重要.发动机冷却系统匹配过程包括结构空间布置、部件的选型和性能参数匹配等.     

发动机冷却系统几则故障分析

冷却系统是发动机一个重要的系统,为了使发动机正常而连续工作,不仅要设置冷却系统,而且要求冷却系统的冷却强度要适中,才能保证发动机最有效地进行工作。当发动机冷却系统发生故障时,发动机会过热或过冷,以至产生发动机功率下降,燃油消耗增加或工作不平稳等不良现象,严重时产生受力零件损坏。活塞环烧死在活塞上,或拉缸等现象。对于发动机冷却系统故障的分析可以从两方面