發(fā)動機冷卻水套及缸蓋傳熱的CFD分析.pdf

1、隨著發(fā)動機的指標性能和強化程度的不斷提升，發(fā)動機冷卻系統(tǒng)已經(jīng)成為發(fā)動機設計中非常重要的環(huán)節(jié)，其冷卻系能的好壞直接影響了發(fā)動機工作的可靠性和經(jīng)濟性。氣缸蓋作為發(fā)動機工作時熱負荷和機械負荷都很高的關(guān)鍵零部件，其結(jié)構(gòu)復雜，工作環(huán)境惡劣，其冷卻不足或者冷卻不均的地方會因局部過熱或者高低頻的熱沖擊的作用而出現(xiàn)裂紋，從而引起缸蓋的失效。因此合理設計發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，保障其冷卻效果可以有效的提高發(fā)動機的工作效率和使用壽命。CFD技術(shù)作為指導發(fā)動機冷卻系

2、統(tǒng)設計的一種重要手段，其針對性強，設計周期短，計算精度高，近年來得到了飛速的發(fā)展，具有較高的實用價值。
　　 本文以某汽油發(fā)動機為研究對象，在三維軟件UG中建立其精確的三維模型，經(jīng)過適當?shù)暮喕笤谄浠A上抽取出冷卻水套模型。將其以CATIA-V4格式導入前處理軟件ICEM CFD中，經(jīng)幾何拓撲、網(wǎng)格編輯工具建立高質(zhì)量的混合嗣格。然后將其導入ANSYS Fluent中通過模擬計算獲取發(fā)動機冷卻水套的流場信息，如速度矢量、溫度、換熱

3、系數(shù)、壓力分布等。經(jīng)分析整個冷卻水套中缸體部分三缸、四缸底部流速較低，溫度偏高。
　　 缸蓋部分一缸、二缸由于流速、流量低導致?lián)Q熱系數(shù)較小，火力面部分出現(xiàn)局部高溫，熱負荷較高，整個缸蓋冷卻均勻性較差。評價完冷卻系統(tǒng)的性能之后，在此基礎上分別針對缸體、缸蓋部分的冷卻問題提出改進思路，然后做出滿足冷卻要求的最佳改進方案，對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)進行優(yōu)化。通過結(jié)果對比，優(yōu)化后的缸體部分三缸、四缸底部的低流速區(qū)域得到明顯改善，缸蓋部分一缸、二缸