汽油機冷卻系統(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，內燃機仍會是汽車行駛的主要動力源。由于內燃機是一部熱機轉換裝置，工作過程中會釋放大量的熱，除去轉換為有效機械功的熱量，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)及時將多余的熱量帶走，否則將導致缸蓋開裂、活塞燒頂?shù)葻峁收希瑥亩绊懓l(fā)動機的可靠性、經濟性以及動力性。因而，一款發(fā)動機擁有高效可靠的冷卻系統(tǒng)顯得至關重要。目前，對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)進行優(yōu)化設計的方法一般是

2、應用試驗測試與數(shù)值模擬相結合的方式，兩種方法各有優(yōu)點，且相互補充。試驗數(shù)據(jù)一般通過發(fā)動機臺架試驗測得，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可。對冷卻系統(tǒng)的分析，重點關注的是固體的溫度，流體的流場、壓力、溫度以及傳熱系數(shù)等參數(shù)。
　　本研究主要內容包括：①運用GT-Power搭建汽油機模型，運算結果與已知臺架試驗數(shù)據(jù)作對比，以驗證模型的準確性，仿真得到缸內燃氣與進排氣道氣體的溫度和傳熱系數(shù)。②運用流固耦

3、合模擬仿真方法，借助三維流體仿真軟件STAR-CCM+，建立適當?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，并對仿真結果進行分析。③根據(jù)分析結果，提出改進方案，再次模擬仿真，運算結果與原方案做對比，以驗證改進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措施:針對缸體水套3、4缸之間冷卻液流速較小、1缸進水口上側出現(xiàn)回流、兩缸之間冷卻效果不明顯等問