农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING

Vol．53No．7

2015年7月

July2015年2015

doi：10．3969／j．issn．1673－3142．2015．07．012

某8缸柴油机冷却水套CFD分析及优化

田小飞，薛冬新

（116024辽宁省大连市大连理工大学内燃机研究所）

［摘要］对某8缸柴油机冷却水套的流场进行了数值模拟及分析。运用ICEMCFD软件对整机冷却水套进行了网格划分，获得较高质量的有限元模型，导入FLUENT计算水套的流场。通过对水套速度场和压力场的分析，得出各缸冷却特性分布的规律，判断出第8缸冷却性能相对较差。尝试通过改变进水总管末端的长度，探究其对各缸冷却液流动的影响，尤其是对第8缸的影响。结果表明，适当延长进水总管末端的长度，可以有效平衡各缸冷却水流量。

［关键词］柴油机；冷却水套；流场分析；改动研究［中图分类号］TK422

［文献标志码］A

［文章编号］1673-3142(2015)07-0052-06

AnalysisandOptimizationofan8－cylinderDieselEngineCoolingWaterJacket

TianXiaofei，XueDongxin

（InstituteforInternalCombustionEngines，DalianUniversityofTechnology，DalianCity，LiaoningProvince116024，China）［Abstract］Inthisstudy，theflowfieldofan8－cylinderdieselenginecoolingwaterjacketisstudiedbynumericalsimulation．

Firstly，meshofthecoolingwaterjacketiscreatedbyusingICEMCFDsoftware，thefiniteelementmodelwithhighqualityisgot．ThenthecalculationmeshisimportedintoFLUENT，calculationoftheflowfieldisconducted．Throughanalysisofthevelocityfieldandpressurefieldofthewaterjacket，distributioncharacteristicsoftheflowaregot．Theconclusionisthatthe8thcylinderflowperformanceisrelativelypoor．Then，it＇striedtochangethelengthofinletpipeend，inordertofindouthowitwouldinfluencetheflowfield，especiallytheinfluenceonthe8thcylinder．Theresultsshowthat，extendingtheinletpipeendtoanappropriatelength，caneffectivelybalancethecoolingwaterflowratebetweencylinders．

［Keywords］dieselengine；coolingwaterjacket；flowfieldanalysis；optimization

0引言

在当今最重要的热力机械中，柴油机占据着

了CFD模拟计算。通过对模拟结果的分析，得出各缸冷却水流量的分布规律。随后，探究了进水总管末端长度对各缸冷却水流量的影响，对比得出可以有效平衡各缸冷却水流量分布的改进办法。

举足轻重的地位。伴随着柴油机的发展，对其冷却特性的研究从未停止。目前对柴油机冷却水套流场的研究，主要通过试验研究和数值模拟两种办法进行。就柴油机冷却液流动的试验测量来说，由于柴油机缸盖结构和工作条件的复杂性，以及冷却液流动机理的复杂多变，很难直接测量到冷却液流场的流动参数，冷却液流动的试验研究存在着诸多的限制和不便。虽然如此，冷却液流动的试验研究仍然是当前有效的研究手段

[1]

1冷却水套数值模拟

本文研究的机型为某直列8缸中速柴油机。

缸径265mm，行程300mm。缸盖材料采用蠕墨铸铁，缸套材料采用合金铸铁（EMS3），冷却液由乙二醇与水按照1∶1体积比混合而成。

。随着CFD

1．1几何模型的建立

柴油机冷却系统按照循环路径，主要包括水泵、进水总管、缸套水套、缸垫、缸盖水套、出水总管、散热器等部分。由于冷却水泵及散热器等的结构较复杂，且其内部水腔流动特性不是本研究关注的内容，故将冷却水泵及散热器等模型略去。因为气缸垫位于气缸盖和气缸套之间，缸垫上的五个上水孔侧面积对整个冷却水腔影响可忽略不

技术的蓬勃发展，将其运用于内燃机冷却水套的结构设计可以带来极大的便利。且经过多年来的研究验证，其计算结果也较为可靠，已经成为辅助内燃机设计的重要手段

[2~4]

。

本文首先对某8缸柴油机冷却水套流场进行

收稿日期：2015－04－07

修回日期：2015－04－14