某型增压柴油机中冷器设计及优化文献综述
2020-05-02 17:10:21
近年来,随着汽车工业己经发展到比较完善的程度,由于非再生能源的紧缺、环境污染的日益严重以及人们环保意识的提高,人们越来越关注汽车尾气排放等污染问题,不再仅仅满足于汽车动力性能和燃油经济性能的提高,同时国家对汽车排放标准的要求也越来越严格,发动机排放性能已经成为汽车设计中一个重要性能指标[1]。
为了满足最新的排放法规要求,使发动机能够降低排放污染物,人们提出了多种的方案。而其中涡轮增压器加中冷器(即增压中冷系统)的方案可以在提高发动机功率的同时,能够以显著的降低CH、CO、NOX和碳烟颗粒等污染物来满足日益严格的环保法规的特点日益得到了人们的认可[2]。 增压中冷对增压发动机的动力性、经济性及尾气净化程度都有较大的提高,增压中冷技术已成为发动机技术发展的关键技术之一,对汽车工业发展和能源环境的改善都具有重要意义[3][4]。
在国内学者的研究中,康海军[5]等对多种百叶窗翅片的换热性能和流动性能进行分析研究,发现换热性能与空气流量值受翅片间距的影响很大。层流流动状态下,增大中冷器的翅片间距,翅片的换热性能有所降低,但是其流动性能则得到了提高。
李国祥[6]等人通过 CFD 数值模拟方法对空-空中冷器热侧通道的流动换热性能开展了较多的研究工作,研究发现,中冷器热气侧的数值模拟结果与试验值具有良好的吻合性,对利用三维数值模拟的研究方法来研究中冷器流动换热奠定了一定的方法基础。
刘云岗[7]等对管翅式和管片式中冷器开展了数值计算及试验分析,研究发现,管翅式中冷器的传热性能较管片式中冷器的传热性能更优良,但空气侧流阻损失更大。
张力[8]等通过试验对比分析管带式空-空中冷器与三种较为常见的强化型中冷器的换热效率情况,试验发现管带式强化型中冷器在一定阻力下具备更高的传热效率。
宋富强[9]等针对中冷器翅片在不同空气流量下的换热原理进行了协同效应的数值模拟研究,根据在不同位置处冷却空气的速度矢量和翅片的温度变化量的协同效应的好坏,得出以下结论:在空气流量较小时,翅片场的温度变化量和冷却空气的速度矢量的协同程度非常好。所以翅片的换热效率与空气流速的大小成正比,即空气流量越大,换热性能越好。
徐百平[10]等在对平直翅片管翅式换热器的流动性能和换热性能的数值模拟研究时,提出了可以通过控制宏观流场进行强化换热以及流动减阻的数值模拟,给出了一种适用于工程应用的方法,并按照此方法进行数值计算,从而为更深层次的工程应用打下基础。
何国庚[11]等分别对不同数量的平直翅片进行了研究,提出了冷却空气的流量值对不同数量翅片的流动性能的影响,并得出以下结论:在翅片数较少时,冷却空气的流量对翅片性能的影响很大;但随着翅片数量的増加,冷却空气流量对翅片性能的影响则逐渐趋向稳定。