重型车用柴油机气缸盖内流动与传热研究

针对某重型车用六缸柴油机气缸盖热负荷过高、鼻梁区出现热裂情况,对冷却水套内的三维流动进行了数值模拟.根据数值模拟结果,提出了4种冷却水套改进方案,其中改进方案1使气缸盖底部的冷却水流速增大了68.73%,鼻梁区对流换热系数提高了56.55%.气缸盖底部温度测量结果表明,气缸盖鼻梁区最高温度降低9.2℃,垂直温度梯度降低19.55%,较好地改善了该型柴油机气缸盖的热负荷.     

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。     

风冷柴油机气缸盖热负荷及换热边界条件的研究

本文提出一种计算小型高速风冷柴油机气缸盖换热边界条件的新方法，在设计阶段就能对气缸盖温度分布和热流状况进行预算。     

发动机气缸盖材料的试验研究

本文通过对发动机气缸盖铝合金材料的熔炼工艺，热处理工艺，机械性能等的试验与分析，揭示了该零件国产化的可行性及生产过程中应注意的事宜。     

疲劳试验密封方式对气缸盖应力分布的影响

为对比密封方式对气缸盖疲劳试验结果的影响,对采用O型橡胶圈和气缸垫两种密封方式分别进行有限元分析和应力测量试验,得到了同一气缸盖采用这两种密封方式时的应力分布情况。结果表明,采用O型橡胶圈密封时,气缸盖的应力值大幅度降低,气缸盖疲劳试验结果较开放。     

多缸柴油机气缸盖温度场试验研究

研究了改进型气缸盖温度场的分布情况及变化规律,并与产品气缸盖关键部位的温度分布进行了比较,结果表明,改进后的设计基本达到预期目标。为获得更好的效果,又对备选方案进行了试验比较。试验结果表明,合理的气缸盖整体缩孔方案虽然使水流分布更加合理,但因内部流动阻力增大导致气缸盖底面温度普遍增高4~10℃,可通过更换水泵使其温度降低至与改进型气缸盖相近水平。     

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。     

板端连接端子波峰焊焊接传热研究

规格差异较大的端子在同一焊接过程实现良好焊接,对焊接工艺要求很高。研究规格差异较大的端子在波峰焊焊接工艺中的传热过程及差异性,从而改善端子设计减小传热差异性,实现良好焊接。通过对包含典型规格差异端子的PCB总成建立有限元模型,仿真波峰焊焊接传热过程。研究发现改善大规格端子设计,实现大规格端子与小规格端子温差缩小,升温滞后时间缩短,更易使大小规格端子同时实现良好焊接。     

某柴油机气缸盖疲劳的可靠性预测

应用Pro/E三维造型软件和Ansa有限元前处理软件建立某柴油机气缸盖组合实体模型和有限元模型,基于Ansys的有限元结果利用FE-Fatigue软件对该柴油机气缸盖进行疲劳可靠性预测。疲劳试验验证缸盖是安全的,预测结果与试验结果吻合较好。     

气缸盖温度场三维计算模型的研究

由于气缸盖的结构极为复杂,在进行三维有限元计算时,不但网格划分和数据准备的工作量十分繁重,而且要求计算机有较大的容量。若对网格划分和数据准备作过大的简化,则势必会降低计算的准确性。 本文提出一种柴油机气缸盖温度场三维有限元计算模型——取气缸盖火焰面底板为计算对象,对其实际结构基本不作简化。不仅计算精度高,而且网格划分和数据准备容易。文中较详细地提供了火焰面及其全部边界条件,并对12V150柴油机缸盖进行了实机计算研究,与已有数据对比,其结果令人满意。     

基于Pro/E的气缸盖模块化设计研究

对发动机气缸盖三维设计过程中模块化分解进行了研究,在Pro/E环境下针对某气缸盖三维设计,应用自顶向下方法协调模块间位置和接口关系,按照发动机气缸盖铸造分模原理对其进行了模块化分解。结果表明:与直接建模相比,气缸盖三维设计模块化分解可以显著提高气缸盖三维建模速度,降低模型的编辑难度,大大提高了气缸盖三维设计效率;部分模块还可分别用于模具制造、工艺分析或仿真分析。     

488发动机气缸盖铝合金高温弹塑性力学性能的研究

对488发动机气缸盖使用的MS6876铝合金进行了系列温度下的力学性能试验研究。该合金拉伸变形时无明显屈服点;温度较低时有一定的应变强化倾向,温度较高时呈理想的弹塑性特征。静态拉伸时,弹性模量E、屈服强度σ_(0.2)及抗拉强度σ_b,均随温度的升高而下降。250℃以后,拉伸强度与屈服强度几乎相同,合金呈准理想弹塑性状态。在250℃以下、500℃以上,塑性很小,400℃左右有很强的变形能力。     

风冷内燃机缸盖火力面过渡工况下热负荷试验研究

在过渡工况下,发动机受热零件的温度梯度很大,低周热疲劳严重。本文通过对一台小型风冷内燃机气缸盖火力面的温度测量,试验分析了过渡工况下缸盖火力面的温度变化规律,研究了其热负荷状况,并为进一步进行非稳态温度场有限元计算提供真实的边界条件。     

高强化柴油机气缸盖水流分布试验研究

采用流动显形法对典型增压柴油机气缸盖进行水流分布试验 ,得到冷却水在缸盖中的二维流场。并对不合理的设计进行改进 ,既减小阻力又加大了流量并且提高了流速 ,使缸盖得以充分冷却。     

气缸盖导管孔枪铰刀具优化试验研究

经过枪铰刀具的优化试验,解决了气门导管孔精加工中用国产多刃整体硬质合金枪铰刀代替进口单刃枪镗铰刀的难题,提高了加工效率,降低了生产成本.     

新型液冷动力电池模组传热特性试验研究EI北大核心CSCD

为提升动力电池热管理系统的传热效果,研发了新型液冷动力电池模组。基于单体电池的最大发热功率测试结果,建立了新型液冷动力电池模组的冷却/加热系统试验平台,该平台由供液系统、冷却系统、加热系统、信号测量(传感器)与数据处理系统和电池管理系统等组成,可进行液冷动力电池模组传热特性的试验,为后续电池热管理系统的研发提供理论依据和技术支撑。     

气缸盖疲劳开裂载荷机理分析与研究

以某柴油机气缸盖为研究对象,针对其在试验过程中出现的开裂问题,利用仿真分析手段,从冷却流场、温度场、应力、变形、疲劳安全系数等多个维度对气缸盖的受力状态进行评估,以探寻导致该气缸盖失效的载荷作用机理和疲劳开裂机制.研究结果表明,仿真评估模型中疲劳安全系数最低的区域与实际使用过程中的开裂位置一致,该区域在温度载荷和气体力...     

高载荷气缸盖刚度和强度的分析研究

以承受20 MPa爆发压力的铝合金气缸盖为研究对象进行结构设计开发。采用有限元仿真分析的方法对5种不同方案的气缸盖刚度和强度进行数值模拟,并在综合性能较好的F0方案气缸盖上开展电测试验和疲劳试验。结果表明,气缸盖主承力结构的调整对气缸盖各处最大主应力有不同的影响规律;F0方案气缸盖具有一定的高周疲劳可靠性;电测试验结果与仿真结果基本吻合,验证了仿真分析方法的正确性;疲劳试验验证了优化后的气缸盖可满足20 MPa爆发压力的设计需求。     

高强化蠕铁气缸盖热强度的分析与评价EI北大核心CSCD

采用经单缸机温度和应力测试验证过的流-固热耦合有限元模型,对某型高强化柴油机蠕墨铸铁气缸盖的冷却传热和热机耦合应力进行了计算分析。在此基础上研究了气缸盖火力面热流量、冷却液进口温度和流量等参数对气缸盖温度与热应力的影响,并引入机件热强度系数(C2因子)对气缸盖火力面鼻梁区抵抗热疲劳能力进行了评价。结果表明:C2因子能在一定程度上定量表征气缸盖的热强度,因而可对不同的结构设计方案进行快速定量对比;在高强化蠕墨铸铁气缸盖设计中采用高温冷却的思路,可提高气缸盖鼻梁区的抗热疲劳能力;增加冷却液进口流量能降低气缸盖鼻梁区的温度,但并不利于提高气缸盖鼻梁区的抗热疲劳能力。