汽油機(jī)冷卻系統(tǒng)流固耦合傳熱分析與研究.pdf

1、在新能源汽車未得到較廣普及之前，內(nèi)燃機(jī)仍會(huì)是汽車行駛的主要?jiǎng)恿υ础Ｓ捎趦?nèi)燃機(jī)是一部熱機(jī)轉(zhuǎn)換裝置，工作過程中會(huì)釋放大量的熱，除去轉(zhuǎn)換為有效機(jī)械功的熱量，仍有15％～35％的熱量通過各種方式傳給活塞、缸蓋、缸套等部件，這些零部件需要通過冷卻系統(tǒng)及時(shí)將多余的熱量帶走，否則將導(dǎo)致缸蓋開裂、活塞燒頂?shù)葻峁收?，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及動(dòng)力性。因而，一款發(fā)動(dòng)機(jī)擁有高效可靠的冷卻系統(tǒng)顯得至關(guān)重要。目前，對發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法一般是

2、應(yīng)用試驗(yàn)測試與數(shù)值模擬相結(jié)合的方式，兩種方法各有優(yōu)點(diǎn)，且相互補(bǔ)充。試驗(yàn)數(shù)據(jù)一般通過發(fā)動(dòng)機(jī)臺架試驗(yàn)測得，數(shù)值模擬方面，兼得精度與效率的流固耦合模擬仿真方法得到了較廣泛的認(rèn)可。對冷卻系統(tǒng)的分析，重點(diǎn)關(guān)注的是固體的溫度，流體的流場、壓力、溫度以及傳熱系數(shù)等參數(shù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①運(yùn)用GT-Power搭建汽油機(jī)模型，運(yùn)算結(jié)果與已知臺架試驗(yàn)數(shù)據(jù)作對比，以驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，仿真得到缸內(nèi)燃?xì)馀c進(jìn)排氣道氣體的溫度和傳熱系數(shù)。②運(yùn)用流固耦

3、合模擬仿真方法，借助三維流體仿真軟件STAR-CCM+，建立適當(dāng)?shù)那蠼夥匠毯涂刂茀?shù)，施加合理的邊界條件，求解得到缸套與缸蓋的溫度以及冷卻液的流速、壓力、傳熱系數(shù)和溫度分布云圖，并對仿真結(jié)果進(jìn)行分析。③根據(jù)分析結(jié)果，提出改進(jìn)方案，再次模擬仿真，運(yùn)算結(jié)果與原方案做對比，以驗(yàn)證改進(jìn)方案的合理性與可行性。
　　本研究表明：①針對缸體冷卻的改進(jìn)措施:針對缸體水套3、4缸之間冷卻液流速較小、1缸進(jìn)水口上側(cè)出現(xiàn)回流、兩缸之間冷卻效果不明顯等問