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.     

基于流固耦合的某增压汽油机排气歧管热分析EI北大核心CSCD

鉴于某增压汽油机排气歧管在热冲击试验中的开裂问题,采用流固耦合热分析方法,用计算流体力学和有限元软件计算了排气歧管的温度场和热应力分布,计算结果与试验数据吻合较好,并证实了排气歧管的开裂系热应力过高所致。据此,对排气歧管结构进行了若干方案的改进,最终采用四二合一的构型,经试验测试不再发生开裂现象。说明流固耦合热分析是解决排气歧管开裂问题的有效途径。     

某增压发动机排气热端耐久性分析与优化

某增压汽油机中,排气歧管的隔板倒角与颈部和催化器的壳体都出现开裂。通过仿真分析和对比试验发现,隔板倒角和颈部热应力过大是造成开裂的主要原因,而排气歧管1阶模态频率过低是催化器壳体开裂的主要原因。通过增大隔板处圆角并增加隔板厚度解决了隔板开裂问题,在颈部加筋解决了颈部开裂问题,而通过优化支架并另外增加固定支架提高排气歧管1阶模态频率解决了催化器壳体开裂问题。通过这些问题的分析和解决,积累了排气歧管的仿真、设计和测试经验。     

内燃机排气歧管瞬态热流体-热应力耦合仿真的研究

采用直接耦合法对内燃机排气歧管进行瞬态热流体-热应力的耦合仿真。详细研究了仿真过程中瞬态温度加载、高阶单元生成及中间节点温度插值等问题的处理方法,分析了网格疏密、时间步长对计算精度、计算时间的影响。排气歧管瞬态热流场的仿真结果得到了试验的验证,同时比较了瞬态与稳态热流体-热应力计算结果的差异,从而证明了进行排气歧管瞬态热流体-热应力耦合仿真的必要性和有效性。     

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。     

某紧耦合式排气歧管的热负荷分析

为在设计开发过程中初步预测某紧耦合式排气歧管的热负荷,采用CFD和有限元联合分析方法。首先,通过搭建排气歧管内外流场分析模型和CFD仿真得到排气歧管近壁面的瞬态热边界条件;接着,以时域内平均的流体温度和热交换系数为热边界,通过有限元软件仿真排气歧管壳体的温度场分布;最后,根据温度场的分布分析排气歧管的热应力和热变形,并模拟排气歧管正常工作和停车冷却这一循环过程,在4个循环后,其累计当量塑性应变趋于稳定,说明该排气歧管能承受其热负荷而不破坏。     

高爆压增压排气系统的开发与试验研究

在发动机台架试验中,出现排气歧管开裂和垫片漏气的故障,利用有限元分析对排气歧管进行螺栓预紧状态下的结构分析,得到了排气歧管上的应力分布图,开裂位置和cae计算结果吻合,利用排气垫片的面压试验,得到了密封垫上的压力分布图,发现密封垫压力较低,不能有效密封高温燃气,通过设计优化,更改后的零件在试验过程中没有出现上述故障,给以后的项目提供了设计经验。     

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.     

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。     

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.     

增压汽油机不同排气歧管长度下的压力波动特性

利用台架试验数据校准了增压直喷汽油机一维性能仿真模型,应用校准后的模型研究了低速(1 500r/min)全负荷工况不同排气歧管长度下排气阀口与涡轮机入口处的压力波动特性,并对压力波动形态与低速增压压力的建立、瞬态响应、缸内充气效率等的关联性进行了深入分析。研究结果表明:在现有排气歧管结构形式下,在低转速宜采用较短歧管,从而有望获得更高的增压压力和扭矩;相继工作的气缸不宜在涡轮机前共用一根排气总管,否则容易引起废气倒流,而且歧管越短倒流越严重;排气歧管中的压力波在传向涡轮机入口过程中被"均值化",不能充分应用排气压力波动效应来提高低速扭矩和改善增压延迟。     

沃尔沃车连续烧坏排气歧管

一辆沃尔沃（VOLVO B7R XW6122A）大客车,客户反映发动机动力性变差。检查发现排气歧管变形,且在第1、2、3缸和第4、5、6缸对接处有一条长50mm的裂纹,更换排气歧管后试车,发动机工作正常,客户将车接走。1个月后,该车因同样问题返回我维修中心检修,检查发现排气歧管再次损坏。     

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。     

基于瞬态流动测量的柴油机扫气特性研究北大核心

为了准确研究某车用重型四冲程柴油机扫气特性,首先同步进行了进气歧管、气缸内、排气歧管内的瞬态流动的高精度测量,获得了进气压力-气缸压力-排气压力的准确波形。随后分析了该车用重型柴油机全工况下的扫气特性,以及由于扫气特性不良导致的内燃机性能恶化。为进一步优化该柴油机的扫气品质,进而优化该柴油机的性能参数,采用GT-Power软件建立了该柴油机的工作过程数值模型,并结合台架试验数据进行了模型的试验验证;随后基于排气压力波波形的控制需求,完成了排气歧管长度、排气歧管直径、排气歧管长度-直径组合方式、扫气相位等对柴油机扫气特性和进气能力的影响规律的研究,并基于影响规律完成了该重型柴油机的扫气性能优化,使缸内残余废气系数降低5.37%,柴油机全工况性能得到明显提升。     

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。     

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。     

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。     

大众公司EA113系列2.0L-FSI燃油分层直喷式汽油机详解(二)

(接上期) 6.排气歧管-催化器模块 用于新型奥迪A3轿车的2.0L-FSI汽油机采用了双排气歧管.图12示出了双排气歧管相对于单排气歧管在低转速范围内提高发动机扭矩的效果. 与开发进气模块一样,开发排气歧管-催化器模块也同时设计了多种前置催化器位置,并运用了不同的技术方案,以便在催化器中获得最佳的气体流动.现在该机所应用的技术方案是满足所有要求的最佳折中方案,它采用不锈钢制成排气歧管-催化器壳一体化的结构型式.