玉柴6M柴油机冷却系统改进研究

论文摘要

玉柴6M柴油机开发定位为重型商用车发动机,目标市场是豪华大巴和重型卡车。在投放初期,柴油机冷却系统有一些问题出现。如:夏天水温高,冬天水温低,机油温度高等问题。本文研究了 6M柴油机冷却系统的问题、利用仿真分析改进了冷却系统零部件的结构,并通过台架实验验证了仿真优化结果。针对玉柴6M柴油机的冷却系统问题,作者应用一维冷却系统计算、三维CFD流场分析、设计计算、结构布置分析等方法和手段进行了研究。通过一维冷却系统计算,分析出了水温高的主要原因是流量不足,用水泵叶轮由扇叶形改为涡流形,叶片由六片增加为九片的方法,实现了水流量的提升,解决水温高问题。通过模拟试验和三维CFD流场分析,发现水温低的主要原因是节温器密封结构不合理。作者采用增加节温器周边密封圈、设计平滑无变截面的节温器流道的方法,减少了流体阻力的结构,解决了水温低问题。通过三维CFD流场分析,找出了机油温度高的主要原因是机油冷却器周围水流量不均匀,并通过增加机油冷却器水流扰流筋条来改善水流场,解决了机油温度高的问题。通过设计改进,并用发动机冷却系统台架、整车热平衡试验台架进行验证,确认了以上改进方案的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 常用符号
• 第一章 绪论
• 1.1 课题目的和意义
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.2.1 国内外研究现状、水平
• 1.2.2 国内外研究发展趋势
• 1.3 选题与研究的背景
• 1.4 本论文研究的主要内容
• 第二章 玉柴6M柴油机冷却系统开发过程问题分析
• 2.1 玉柴6M柴油机介绍
• 2.1.1 整机外形介绍
• 2.1.2 柴油机主要技术性能指标
• 2.2 玉柴6M柴油机冷却系统开发过程问题
• 2.2.1 水温高、水泵可靠性差问题描述
• 2.2.2 水温低问题描述
• 2.2.3 机油温度高问题描述
• 2.3 本章小结
• 第三章 6M柴油机冷却系统分析和设计改进
• 3.1 冷却系统问题分析方法
• 3.1.1 冷却系统问题经验分析
• 3.1.2 冷却系统问题仿真分析
• 3.2 水泵分析及设计改进
• 3.2.1 水泵布局改进
• 3.2.2 通过整车热平衡试验匹配
• 3.3 机油冷却器分析和设计改进
• 3.3.1 冷却器芯
• 3.3.2 机油冷却器盖
• 3.3.3 计算结果和分析
• 3.4 节温器分析和设计改进
• 3.4.1 节温器分析和计算说明
• 3.4.2 节温器流体计算模型和边界条件
• 3.4.3 计算过程分析
• 3.4.4 计算结果和分析
• 3.4.5 设计改进方案
• 3.5 6M柴油机冷却系统设计改进总述
• 3.5.1 设计改进方案汇总
• 3.5.2 设计改进方案分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 6M改进状态柴油机台架试验分析
• 4.1 冷却系统试验方法和设备介绍
• 4.1.1 试验方法
• 4.1.2 试验设备
• 4.1.3 试验条件
• 4.2 试验台架和试验样品
• 4.3 6M柴油机冷却功能试验
• 4.3.1 水泵部件性能试验数据对比
• 4.3.2 水泵部件发动机台架匹配试验
• 4.4 6M柴油机机油冷却器对比试验
• 4.5 M6000节温器整改方案试验
• 4.6 本章小结
• 第五章 6M柴油机冷却系统优化评价
• 5.1 冷却系统优化改进结果
• 5.2 冷却系统优化设计技术总结和解决方案总结
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文