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。     

发动机排气歧管失效分析

排气歧管是汽车的重要零件之一,是汽车废气排放的首要通道,其在台架试验和汽车行驶中也会出现失效损坏,同时失效的原因也有很多。为了减少排气歧管发生失效损坏的情况,需要通过相关检验和结构分析找出失效原因并提供给设计师,以对其进行优化设计。本文对在冷热冲击试验后损坏的某奥氏体球墨铸铁排气歧管进行了宏观、理化等常规检验和典型危险设计结构的对比分析,得出了该排气歧管的失效原因为热疲劳失效,并向设计师提出了避免危险结构设计的重要性。     

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.     

发动机排气歧管垫片开裂分析

对发动机排气歧管垫片装配开裂问题进行了分析，垫片断口的电镜观察分析表明，其断口为沿晶断口并且晶界上有许多颗粒状碳化物存在，具有第一类回火脆性的特征，通过进一步的工艺试验，回火脆性试验和断口的电镜分析，结果表明此垫片在原回火温度330℃时产生了第一类回火脆性，该垫片的开裂正是这种火脆性所致，而回火温度在380℃时第一类回火脆性得以消除，由此，针对原因而采取了相应的改进措施，将热处理的回火温度调整为360－380℃，解决了该 垫片装配开裂问题。     

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。     

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。     

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。     

汽车排气系统的模态分析

汽车排气系统同发动机和车体相连,为降低发动机工作过程对环境和乘员造成的影响,文章对排气系统进行了模态分析,并探讨了发动机的振动对汽车排气系统的影响,得出排气系统在各阶频率下的振型图。通过模态分析可知,发动机的激励频率对排气系统有一定影响,指出为避免排气系统发生共振,进行优化设计时,应使各阶的固有频率避开发动机的工作频率,改善排气系统的性能,延长使用寿命。     

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。     

轻型汽车排气歧管过热保护策略

正当前,汽车的的可靠性能及耐久性能越来越被消费者所关注。在高温环境或者大负荷工况下往往会出现汽车的排气温度十分高,超过了排气歧管的最高耐热温度从而使得排气歧管被烧毁的情况,造成交通事故。本文通过研究汽车排气歧管过热保护的策略得出结论:当排气温度过高,超过了排气歧管的耐热温度时,通过快速加浓混发动机缸内燃烧的混合气浓度能够有效的降低发动机排气温度,从而达到保护排气歧管的目的。     

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。     

集成排气歧管GDI发动机热平衡试验研究

本文中研究了不同的发动机台架热平衡试验方案和试验条件对集成排气歧管缸内直喷(GDI)汽油机热平衡性能试验结果的影响。结果表明:与传统发动机台架热平衡试验方法相比,基于实车散热器、冷却和进排气管路以及附件的台架热平衡试验方案,可降低管路变化造成的系统流动阻力增大、管路传热损失增加、冷却液流量不可控、发动机进出口冷却液温差过小等对热平衡试验不利的因素影响,试验结果更接近实车状态;中冷后进气温度、冷却液温度和开关冷却风机等对热平衡测试结果均有显著的影响;集成排气歧管式发动机的排气歧管内置在缸盖内导致发动机冷却水套的散热量明显增大,冷却系统也必须提供更大的冷却能力才能满足发动机的热平衡需要。     

轻型汽车排气污染物模态分析系统

研制了一种轻型汽车排气污染笺模态分析系统。该系统能够排气污染物进行连续取样分析，实时记录排气污染物浓度等参数，从面得到各 况的排放量。论述了排气污染物模态分析的原理和技术要点介绍了所研制的轻型汽车气污染物模型分析的硬件结构和软件功能，并给出了应用实例。     

某发动机排气歧管垫片台架耐久失效分析及改进

针对某发动机排气歧管垫片在开发台架耐久试验中产生裂纹的问题,基于推测的裂纹产生原理给出3种解决方案,并通过有限元与发动机台架耐久试验相结合的方法对3种方案进行分析和验证.结果表明,采用改善方案KAI-3时,排气歧管垫片在原有裂纹位置的应力幅值大幅下降,疲劳寿命预测提升2倍以上,并顺利通过了样件耐久试验验证.     

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。     

基于ANSYS的装配体的模态分析

基于有限元思想,运用ANSYS软件建立了轴与轴座的三维模型。采用MPC技术实现了两者的装配,对装配体进行了模态分析,并与粘接和一体化结构的模态分析结果进行了比较。研究结果对复杂装配体的模态分析和动力学分析具有一定的指导意义。     

缸盖的有限元模态分析

采用三维有限元法对某大功率柴油机的缸盖进行了模态分析和研究。分别利用10节点4面体的高精度单元和4节点4面体的普通体单元构造了较为详细的计算模型，计算出缸盖的固有频率和相应的振型。并用试验模态法对测出的试验结果进行了验证，以保证有限元模型的正确性。     

基于ABAQUS汽车发动机缸体缸盖温度场分析

为了在发动机开发初期了解发动机各结构的温度分布情况,文章采用有限元的方法对某发动机进行温度场分析。先运用Fire软件计算近壁面的温度场及流场,然后将温度以及换热系数映射到结构网格的单元上,再利用ABAQUS进行结构的温度场分析。通过对结果的分析发现,气缸盖的鼻梁区部分温度较高,但所有部件的温度均未超过材料的极限值,整个发动机的温度场分布较合理。     

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。