柴油機廢氣渦輪增壓蝸殼冷卻流場及工作過程仿真研究.pdf

1、高原用廢氣渦輪增壓柴油機普遍存在進氣冷卻不充分、功率輸出不理想、熱負荷和排氣溫度較高等問題。針對該問題，本文在前人研究的基礎(chǔ)上提出蝸殼冷卻的概念。應(yīng)用CFX軟件開展了壓氣機原機空氣流動流場的數(shù)值仿真研究，并通過試驗驗證仿真方法的正確性；在這個前提下設(shè)計了水冷蝸殼、銅管冷卻及環(huán)形中冷方案并計算分析了其流場；利用GT-POWER軟件，以蝸殼冷卻后的出口面積平均溫度及面積平均壓力為環(huán)境參數(shù)計算分析了柴油機性能的變化。研究表明，蝸殼冷卻可以有效

2、地解決高原用廢氣渦輪增壓柴油機的問題。
　　本文以某直列四缸中冷柴油機廢氣渦輪增壓壓氣機為例，運用流體動力學(xué)軟件CFX建立了壓氣機流場仿真模型。假定壓氣機內(nèi)復(fù)雜流動與傳熱數(shù)值模擬的物理模型為三維、穩(wěn)態(tài)、無內(nèi)熱源的粘性可壓縮流體的湍流流動與傳熱。在計算中采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格離散計算域，為了排除網(wǎng)格的數(shù)量對于仿真計算結(jié)果正確性的干擾，對壓氣機的仿真模型進行了網(wǎng)格無關(guān)解的研究，并通過與試驗結(jié)果的對比來驗證仿真計算方法的正確性。
　　根

3、據(jù)對壓氣機原機仿真模型的計算分析，設(shè)計了銅管冷卻、水冷蝸殼、環(huán)形中冷器的蝸殼冷卻結(jié)構(gòu)改進方案，并分別計算分析了銅管冷卻、水冷蝸殼（采用原機模型）的流場仿真模型。利用驗證后的方法分別對蝸殼冷卻方案進行仿真計算并分析其流場。最后通過與原機的對比分析得出蝸殼冷卻各方案的優(yōu)劣。
　　由于對廢氣渦輪增壓進行蝸殼冷卻后會造成柴油機的進氣密度發(fā)生變化，進而造成對柴油機的整機性能產(chǎn)生影響，因此，在進行完壓氣機蝸殼冷卻方案的仿真研究分析后，有必要對