搜索應(yīng)用 | CAE仿真技術(shù)在內(nèi)燃機設(shè)計中的應(yīng)用
2017-11-15 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在研發(fā)過程中常涉及到強度、剛度、噪聲、疲勞壽命、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等多方面的工程問題,同時由于其高溫高壓的工作特性,一些性能參數(shù)如壓力、功率、油耗更是設(shè)計中的重點,這就需要對內(nèi)燃機的氣動性能、冷卻、噴油及燃燒等進行優(yōu)化。隨著現(xiàn)代CAE仿真技術(shù)的日趨成熟,企業(yè)完全可以將這種先進的研發(fā)手段與試驗和經(jīng)驗相結(jié)合,形成互補,從而提升研發(fā)設(shè)計能力,有效指導(dǎo)新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計,節(jié)省產(chǎn)品開發(fā)成本,縮短開發(fā)周期,從而大幅度提高企業(yè)的市場競爭力。
內(nèi)燃機的強度、剛度問題
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曲軸強度分析
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主軸承座強度分析
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連桿強度分析
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活塞強度分析
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附件支架強度分析
內(nèi)燃機在結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要考慮不同工況下各零部件的應(yīng)力和變形。ANSYS軟件可以幫助解決在不同的工況條件下,結(jié)構(gòu)零部件的強度、剛度及穩(wěn)定性校核問題。
內(nèi)燃機機構(gòu)動力學(xué)問題
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曲軸、連桿、活塞組件的運動仿真
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凸輪機構(gòu)的動力學(xué)
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皮帶傳動系統(tǒng)的動力學(xué)
內(nèi)燃機的疲勞耐久性問題
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活塞的疲勞分析
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連桿、曲軸的疲勞分析
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附件支架等的疲勞分析
產(chǎn)品的抗疲勞性能和可靠性會直接影響其在市場競爭中的成敗。ANSYS高級疲勞分析和設(shè)計軟件可以分析內(nèi)燃機零部件由于反復(fù)運動引起的高、低周疲勞問題及接管焊縫疲勞問題。
內(nèi)燃機的振動問題
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動力總成、曲軸、油底殼、附件支架等的模態(tài)分析
借助ANSYS軟件動力學(xué)分析功能,對內(nèi)燃機及部件進行模態(tài)分析,以評估其振動特性,通過合理地結(jié)構(gòu)優(yōu)化,可以降低振動。
內(nèi)燃機進氣效率問題
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進氣歧管、空濾器、進氣道流阻分析
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各缸充氣均勻性分析
內(nèi)燃機進氣系統(tǒng)對其效率起著非常重要的作用,運用ANSYS流體動力學(xué)分析軟件對進氣系內(nèi)氣體的流動效果進行分析,可以優(yōu)化進氣系統(tǒng)、減少流動損失、提高流動效率,對于多缸內(nèi)燃機,優(yōu)化充氣均勻性,改善工作穩(wěn)定性。
內(nèi)燃機燃油供給系統(tǒng)的匹配問題
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噴嘴結(jié)構(gòu)改進與空化現(xiàn)象分析
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燃油霧化過程分析:油束形態(tài)、霧化粒度、貫穿距離等
對于柴油機或直噴式汽油機,噴油系統(tǒng)應(yīng)保證噴油量、噴油起止時刻與內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷相適應(yīng),噴油規(guī)律、噴油壓力、霧化程度、貫穿距離等參數(shù)應(yīng)負(fù)荷各工況的需要。運用ANSYS流體動力學(xué)軟件對噴油系統(tǒng)內(nèi)的流動情況以及噴霧形成過程進行分析,可以有效的優(yōu)化燃油在燃燒室內(nèi)的分布規(guī)律。
內(nèi)燃機的冷卻問題
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冷卻水套傳熱分析
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冷卻水套注水過程分析
冷卻系統(tǒng)能保證內(nèi)燃機在最適宜的溫度范圍內(nèi)工作,運用ANSYS流體動力學(xué)分析軟件分析冷卻水的流動及傳熱,可以優(yōu)化冷卻水路的布置方案,有效組織水流,提高冷卻效果。
內(nèi)燃機的燃燒問題
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分析不同時刻的放熱率、溫度、壓力等
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觀察火焰結(jié)構(gòu)及火焰的傳播
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燃燒方式分析:PCCI,HCCI,RCCI,稀燃/分層燃燒等
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污染物生成的分析
點火燃燒過程
柴油機NOx和soot分布
燃燒是內(nèi)燃機的核心,燃燒的好壞決定著內(nèi)燃機的功率、油耗、排放等多方面的性能。運用ANSYS流體動力學(xué)分析軟件分析燃燒過程,可以有效的指導(dǎo)優(yōu)化燃燒室形狀,得到性能指標(biāo)和排放指標(biāo)都較好的方案。
內(nèi)燃機的工作過程問題
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優(yōu)化配氣正時
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冷態(tài)流動缸內(nèi)氣流的運動變化情況分析
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全工作循環(huán)分析
換氣過程是要盡量將燃燒產(chǎn)物排除干凈,盡可能的吸入新鮮工質(zhì),進、排氣門開閉時間對換氣的好壞起決定性作用,同時內(nèi)燃機工作過程中缸內(nèi)氣流的運動情況也影響著可燃混合氣的形成進而影響燃燒。運用ANSYS流體動力學(xué)分析軟件分析冷態(tài)工作過程,可以指導(dǎo)設(shè)計最佳配氣相位,降低排氣損失功并沖入最多的工質(zhì),根據(jù)缸內(nèi)氣體的運動情況優(yōu)化渦流/滾流更好的形成可燃混合氣。
內(nèi)燃機噪聲問題
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消音器噪聲分析
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進氣噪聲分析
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風(fēng)扇噪聲分析
內(nèi)燃機的主要噪聲源分為3種:空氣動力性噪聲、機械噪聲、燃燒噪聲。運用ANSYS流體動力學(xué)分析軟件分析進/排氣噪聲和風(fēng)扇噪聲,有助于提高內(nèi)燃機的NVH性能。
相關(guān)CAE軟件模塊
幾何建模: Ansys SCDM
結(jié)構(gòu)仿真分析: Ansys Mechanical
多體動力學(xué)分析:Recurdyn,MBD4A
疲勞壽命分析:Ansys nCode Designlife、Fe-safe、Ansys Fatigue
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