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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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.     

DA465QA排气歧管铸造模拟分析

在DA465QA排气歧管的研制过程中,以模拟仿真软件Anycasting为工具,对DA465QA排气歧管进行了铸件充型过程三维数值模拟分析,查出其产生冷隔缺陷和缩孔缺陷的原因,以及现有浇注系统存在的问题.针对改进后的浇注系统进行不同浇注温度、不同充型时间下的铸件充型过程三维数值模拟分析,对模拟分析结果进行了对比分析,确定铸件在充型时间为6.5 s、浇注温度为1410℃的情况下,铸件内部形成缩孔缺陷的概率最小,氧化夹渣缺陷倾向最小,有利于产品质量的控制.     

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。     

内燃机流固热耦合数值模拟的研究

以内燃机排气歧管热应力问题为例,分析了流-固-热弱耦合模拟中3种不同的数据传递方法各自的优缺点;介绍了4种有限元实体单元,对它们在计算精度、计算时间和对计算机硬件的要求等方面做了比较.     

基于ANSYS的两冲程小型发动机活塞热耦合分析

利用ANSYS对某型两冲程活塞的初始模型进行热应力耦合有限元计算,根据试验数据和常规经验确定温度、静应力等边界条件,计算活塞的温度场和最大应力,确定活塞的型线和技术条件。     

增压直列6缸汽油机气隙隔热的排气歧管

配装了双流道涡壳涡轮增压器后,某种用于高档汽车的3 L直接喷射汽油机的最大功率可达225 kw,在1 200 r/min时最大扭矩可达到400 N·m.由于直列发动机采用双流道涡壳涡轮增压器,再加上安装空间受极大限制,故对排气歧管的技术理念提出了特殊的要求.为此,Eberspacher公司与汽车制造商一起开发了气隙隔热...