基于CFD的发动机冷却水泵汽蚀性能预测

以雷诺时均N-S方程为基本控制方程,采用标准k-ε双方程湍流模型及多相流模型,利用计算流体动力学软件CFX模拟了发动机冷却水泵内部的三维湍流流场,对某一叶轮严重损坏的发动机冷却水泵外特性性能和汽蚀性能进行预测,并分析叶轮损坏原因,观察冷却水泵叶轮内部汽蚀情况．模拟结果表明:在85 ℃下模型泵的临界汽蚀余量约为107 m,在表压为0时已发生了较为严重的汽蚀现象,叶轮破坏主要是由汽蚀引起．通过与试验数据进行对比验证,水泵在285 L／min设计流量下扬程为61 m,远远低于常温下的数值模拟结果,说明该泵在实际运行工况下已发生严重汽蚀,试验结果与数值预测结论基本吻合．研究结果对于改善发动机冷却水泵的汽蚀性能、防止和减轻空化现象产生提供理论依据,也为判断和模拟发动机冷却水泵的汽蚀破坏提供了一个快速、准确的计算方法．     

发动机冷却水泵检测与检修

为使发动机正常工作,发动机冷却系统必需正常运行,本文着重介绍了发动机冷却水泵检修与性能测试。     

汽车发动机冷却水泵控制系统的研究

对汽车冷却系统对发动机的经济性和动力性进行了研究,进而提出了一种用单片机控制冷却水泵的冷却系统,具有一定的智能性,提高了发动机的经济性和动力性.     

柴油机冷却系统水泵的检修

正柴油机冷却系统的主要机件包括水泵、风扇、散热器及节温器等。水泵是强制循环水冷却发动机冷却系中的主要部件之一。水泵的作用是对冷却液加压,保证其在冷却系中循环流动,其工作状况直接影响到发动机冷却的可靠性。因此,对水泵的检修工作要给予足够的重视。水泵的故障通常为水封的损坏造成漏液,轴承故障使转动不正常或发出异响。在出现发动机过热现象时,最先应该注意的是水泵皮带,检查皮带是否断裂或松动。     

汽车发动机电控冷却系统的设计

为提高发动机的工作效率、降低耗油率,使发动机的散热量能够按实时工况来调节,发动机工作温度维持在燃油效率高的温度,设计了汽车发动机电控冷却系统。采取英飞凌芯片作为控制器对冷却系统中的冷却风扇和水泵进行了联合控制,根据发动机实时所需的工作温度调节冷却风扇和水泵的转速。本系统设计简单、结构简单,解决了传统发动机不能按需调节发动机工作温度、噪声大等问题。     

新型汽车发动饥智能化冷却控制系统的研究

现代汽车发动机普遍采用改变流经散热器芯部的冷却空气流量与改变冷却液循环流量相结合的方法来调节冷却强度,但采用节温器改变冷却液循环流量只能实现大、小循环之间的转换;采用风扇硅油离合器改变冷却空气流量,可以解决高速小负荷时节约风扇功率消耗的问题;电控辅助风扇仅仅提高了散热器的散热能力,但对发动机的冷却效果受到散热器效率的制约。以上手段都只能改善部分工况的冷却效果,很难保证在发动机全部工况范围内的最佳冷却性能。因此,迫切需要一种新型的汽车发动机冷却系统,改善冷却系统性能,以适应当前汽车发动机技术的发展。     

基于CFD的汽车水泵优化设计

针对某增压直喷发动机冷却系统中水泵效率过低的问题,应用一维及三维CFD方法进行优化分析.首先根据发动机最大热负荷下冷却系统带走的热量,确定水泵的流量需求;其次采用一维CFD软件Flowmaster对该发动机冷却系统进行分析,确定水泵的扬程需求;然后根据流量及扬程需求,对水泵进行详细设计,其中叶轮设计方式为闭式离心叶轮,且叶片前缘向压力面倾斜,蜗壳设计方式为梯形截面的扩张通道;最后采用三维CFD软件Fluent对设计的叶轮及蜗壳进行计算,对设计方案进行优化.计算结果表明,CFD计算值与试验值吻合,误差小于5%;优化后水泵在设计工况下满足设计需求,总效率较原水泵提高了26%;抗气蚀性能增强,必须汽蚀余量NPSHR降低0.4m.流场分析表明,新水泵较原水泵压力分布更均匀;新水泵消除了原蜗壳内的低速旋涡,使能量损失减少,能量转换效率大幅提高.     

发动机冷却系统建模与仿真优化研究

冷却系统冷却能力不足或者过度冷却都会对发动机的正常运行造成一定的影响,进而影响到发动机冷却系统的经济性、动力性和可靠性。以某型号的汽油发动机为研究对象,基于AMESim一维仿真软件,选取一般工况、最大扭矩工况、高温长时间爬坡工况、最大功率工况作为匹配工况,进行性能仿真研究。仿真结果表明:在高温长时间爬坡工况下,发动机会出现"开锅"现象,在其他3种工况能够维持在较佳的工作温度。针对"开锅"现象,提出了优化方案并验证了该方案的有效性。     

汽车发动机冷却系统的发展与现状

早期的发动机冷却系统虽能满足汽车的基本使用要求，但在满载或者恶劣的环境中容易出现问题。在当今日益重视环境保护、提倡节能和舒适性的情况下，发动机的结构、性能和汽车整体性能都有很大的发展，冷却系统正朝着轻型化、紧凑化和智能化的方向发展。为此，重点介绍了国内外汽车发动机冷却系统的研究及发展情况，并做了简要分析。     

车用电子水泵匹配设计及流体分析

与机械水泵相比,电子水泵在能耗和冷却性能方面表现更好,尤其是随着汽车热管理系统越来越精细化,智能可控的车用电子水泵将是汽车冷却水泵的未来发展趋势.为进一步降低车用电子水泵的能耗和缩短开发周期,以新能源纯电动汽车冷却系统为研究背景,通过需求匹配设计和流体分析,为车用电子水泵后续进一步优化提供依据和参考.     

核主泵内部流动研究现状与技术发展综述

核主泵是反应堆冷却剂系统中唯一高速旋转设备,是影响核电厂安全性和可靠性的最关键设备,其长时间高效、稳定、安全地运行对防止核电厂事故的发生极为重要.近年来,随着全球核电工业高速发展,核主泵的重要性引起广泛关注.核主泵作为一回路承压边界的重要组成部分,在启停、地震、海啸等瞬态和异常工况下,或发生卡轴、轴密封泄漏以及失去外动力等事故时,核主泵驱动冷却剂的循环能力与反应堆释热之间的平衡遭到破坏,严重威胁堆芯安全.各种复杂工况下核主泵关键部件及其关联系统的复杂性和高安全性,是核主泵设计和制造难度极高的主要原因.针对核电技术的发展历程开展论述,介绍世界主要三代核电技术和中国三代核电建设和发展现状,介绍了中国独立自主三代核电技术“华龙一号”HPR1000和“国和一号”CAP1400,并以CAP系列核主泵为例简要介绍第三代压水堆系统和关键设备,介绍了2种典型无轴密封形式的核主泵:屏蔽电机核主泵和湿绕组核主泵.针对核主泵的水力优化设计、全特性、事故工况下水动力特性、气液两相流动、空化特性、流固耦合等内部流动研究现状开展论述.核主泵的安全可靠极为重要,核主泵设计加工制造也极具挑战.因此对核主泵内部流动基础理论和关键技术进行深入研究,突破国外的技术壁垒,掌握自主知识产权的核心技术和关键技术,实现核主泵技术的跨越式发展,是当前中国急待解决的“卡脖子”难题.     

发动机液压无级调速冷却风扇技术分析

发动机液压无级调速冷却风扇,改变了发动机冷却风扇的传统驱动方式。随着电子控制技术在发动机及液压传动系统中的应用,根据速度-压力控制液压传动的调速原理,液压无级调速冷却风扇可以随发动机冷却液温度的高低而自动调节风扇的转速,以满足发动机的散热需要。     

大型低扬程泵装置nD值的选取

从水泵选型、能量性能、汽蚀性能等3个方面,讨论了减小nD值对大型低扬程泵装置水力性能的影响;提出了减小nD值的低扬程泵装置水泵选型设计思路;借助于叶片泵相似律,推导了减小nD值与增径降速的一致关系,在设计流量一定的条件下,若叶轮直径增大5%,则水泵转速和nD值将分别下降13.6%和9.3%;从叶轮直径对流道水力损失的影响上,分析了减小nD值对提高泵装置流道效率的作用;根据nD值与水泵扬程的关系,低扬程泵装置选型时,宜适当减小nD值,以便在较低扬程下选用到更优秀的轴流泵水力模型;根据叶片泵汽蚀相似律,分析了减小nD值对低扬程泵装置汽蚀性能的影响;同时,还讨论了泵装置汽蚀性能的考核指标,以及增径降速对流道控制尺寸及设备投资的影响等问题.结果表明：对于平均扬程为4 m、单泵设计流量为33.5 m3/s的泵站,若将叶轮直径由2.9 m增大至3.1 m,则流道效率可提高2.9%;在设计流量一定的条件下,若将nD值由435降为387.5,由水力模型TJ04-ZL-06换算的原型泵高效区扬程可由5 m左右降为4 m左右,水泵必需汽蚀余量可降低20.6%;对于年运行时数较长的大型低扬程泵站,宜采用较小的nD值.     

筑路机械液压驱动风扇冷却系统

针对冷却风扇传统驱动方式在实际应用中的不足,设计了一种新型的液压驱动风扇的冷却系统。该系统可以将筑路机械发动机冷却系统和液压油冷却系统分开安装,分别使发动机和液压油在各自最适宜的温度下工作,而且系统具有节能、降噪的特点。     

浅谈发动机冷却系统燕平衡整机试验

发动机冷却系统热平衡整机试验作为拖拉机的基本性能,在试验中,如何发现特点、提高发动机冷却系统热平衡整机性能,已成为产品研发中的重要环节。     

射流水冷结构对离心泵性能影响的试验研究

与风冷系统对离心泵电动机进行散热相比,采用水冷系统能降低离心泵机组运行过程中电动机的噪声.为模拟水冷电动机冷却水的循环过程,设计了一种引射流装置,测试了去除电动机风扇前后离心泵机组在不同流量下噪声变化情况,研究了引射管径分别为6 mm和10 mm情况下离心泵的能量性能及空化特性.结果表明:相比较于风冷电动机,去除电动机风扇后泵机组随流量变化的系统噪声至少降低8.70 dB;引射管径为6 mm时能满足电动机的散热需要,对泵的性能和空化特性影响不大,并且在小流量工况下有改善泵驼峰的趋势;引射管径为10 mm时,泵的能量性能和空化特性变化较大,且在大流量工况下下降明显,这主要是由于引射管径太大,加大了泵的泄漏量,增加了其容积损失;引射管径为10 mm时,流量在0~15 m³/h范围内,泵扬程略有上升,关死点扬程提高了0.30 m.     

水力机械空化空蚀问题的研究进展

从水力机械空化现象的产生机理出发,综述了国内外空化空蚀问题理论分析、数值模拟和试验研究的现状,简要叙述了各种研究方法的优点和特点.通过分析归纳理论分析、数值模拟和试验研究这三者之间的内在联系,指出空化模型理论和可视化空化试验是目前的研究重点.在对相关研究进行总结的基础上,阐述了水力机械空化空蚀研究的发展趋势为,数值模拟理论和技术的深入完善、可视化技术的广泛应用和空蚀在线监测系统的开发;而空化空蚀问题的确切机理将是未来研究工作的重点.     

Influencing factors on hydrodynamic lubrication failure of upstream pumping mechanical seal

Considering the effect of viscosity-temperature relationship and cavitation of micro-scale film,the influencing factors on hydrodynamic lubrication performance of upstream pumping mechanical seal were investigated based on the theory of hydrodynamic lubrication.N-S equation,energy equation,viscosity-temperature equation and vapor transport equation were solved with the finite volume method by using Fluent software,which was performed to analyze the influence of the viscosity-temperature and cavitation effect on hydrodynamic lubrication failure of the film.The research demonstrates that it will lead to the significant difference of the temperature field by considering the coupling of temperature and viscosity.When the film thickness decreases and the rotating speed rises,cavitation regions and viscous friction heat increases,the opening force of the film is also enhanced.However,the growth rate is restricted to the cavitation regions and viscous friction heat,and the opening force begins to decline to a certain extent,and thereby being insufficient to open the surfaces of the seals and leading to the failure of automatic adjustment function and severe wear,lubrication failure occurrs.Through comprehensive research on the influences of viscosity-temperature and cavitation effect on hydrodynamic lubrication performance,the theories of failure and design of upstream pumping mechanical seal are further developed.     

农用柴油发动机冷却风扇优化设计

随着我国汽车工业的蓬勃兴起,发动机冷却风扇降噪技术也得到了长足发展。为此,通过市场调研,利用CATIA和GAMBIT软件建立了风扇实体模型,对风扇性能进行了仿真分析,通过对一汽锡柴6DL1-26E3发动机冷却风扇进行的性能测试,取得较好的效果,为发动机冷却风扇降噪技术的改进提供了借鉴。