V型8缸柴油机冷却系统流动不均匀性研究.pdf

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1、V型8缸柴油机冷却系统流动不均匀性研究范璘2015年1月中图分类号：TK427UDC分类号：625V型8缸柴油机冷却系统流动不均匀性研究作者姓名范璘学院名称机械与车辆学院指导教师杜巍(副教授)答辩委员会主席骆清国(教授)申请学位工学硕士学科专业动力工程及工程热物理学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月StudyoftheInhomogeneityoftheCoolingSystemforaV-type8-cylinerDieselEngineCandidateName：LinFanSchoolorDepartment:SchoolofMecha

2、nicalEngineeringFacultyMentor:Prof.WeiDuChair,ThesisCommittee：Prof.QingguoLuoDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：PowerEngineeringandEngineeringThermophysicsDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标

3、注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要对于多缸柴油机，由于缸数较多，且有流动阻力和传热的存在，会造成各缸流动和冷却不均匀现象，进而影响到柴油机的各缸冷却效果和有效热效率。本文以一台V型8缸柴油机的冷却系统为研究对象，对不同工况下各缸流动不均匀性进行了三维仿真研究。本文使用Solidworks建立发动机冷却水腔几何模型，使用ICEM进行计算网格的划

4、分，使用Fluent软件，对标定工况下冷却水路的流场进行仿真计算，并对发动机冷却系统的三维流场、温度场、压力场进行了全面分析。本文研究不同机油散热器阻力下机油散热器的流量与压降，进而确定了机油散热器的阻力系数；然后分析了不同机油散热器阻力对各缸流量分配的影响规律。在标定88流量工况下，阻力系数由210增加到610，由左右两排缸的流量之比Q1/Q2由1.21线性增加到1.44；两排缸平均出水温度之差由0.4K增加到1.2K。本文通过改变入口总体流量边界条件，仿真研究不同入口流量对各缸流动不均匀性的影响规律。计算结果显示：1~4缸冷却液的流动均匀度大于5~

5、8缸；随总体流量的增加，8个气缸流量不均匀度减小，但单排缸的流量不均匀度变化并不明显。5~8缸盖出水温度不均匀度大于1~4缸；随着总体流量的增加，8个缸盖出水温度趋于均匀，而单排缸盖的出水温度不均匀度变化并不明显。本文研究不同火力面温度和不同机油散热器换热量对各缸盖出水温度不均匀性的影响规律。计算结果显示：随着火力面温度升高，1~4缸盖出水温度的不均匀度增加，5~8缸盖出水温度的不均匀度增加，8个缸盖的总体出水温度不均匀度也增加。随机油散热器散热量的增加，5~8缸的出水温度明显增加，但是1~4缸的出水温度及不均匀度和5~8缸出水温度的不均匀度变化很小。关键

6、词：柴油机；冷却系统；流动不均匀；数值模拟IAbstractFormulti-cylinderdieselengine,becauseofthenumberofthecylinders,theflowresistanceandtheheattransfer,therewillbeunevenofwaterfluxwithincylinders.Thiswillaffecttheengine'scoolingefficiency,heatload,heatdistributionandenergyutilizationoftheengine.Thispape

7、rtakesthecoolingsystemofaV-type8-cylinderdieselengineastheresearchobjectandusesCFDanalysissoftwareFluenttocarryoutthesimulationresearchonunevenofwaterfluxwithincyliners.Mainlycarryoutthefollowingworks:(1)ThemodelofthecoolingsystemisbuiltbySolidworks.ThegridmodelisbuiltbyICEM,andfi

8、nallysimulationcalculationiscondu