基于试验分析的防爆柴油机进排气歧管优化研究

由于国家防爆柴油机标准的特殊要求,防爆柴油机与普通车用柴油机的进、排气歧管在结构上区别很大,有些防爆柴油机进、排气歧管采用焊接结构,流通阻力大,通过流体分析软件分析并优化防爆柴油机进、排气歧管的流道,减小进排气阻力,减小能量损失。并通过发动机台架试验验证歧管结构优化前后的防爆柴油机性能与排放。试验结果表明:防爆进、排气歧管优化后,扭矩平均增加1.38%;功率平均增加4.02%;油耗率平均下降1.05%;进气流量平均增加1.97%;CO排放量平均下降38.82%;NOX排放量平均下降5.81%,优化后的防爆进、排气歧管使防爆柴油机的各项性能得到提升。     

防爆柴油机进排气歧管的优化设计

目前常用的不锈钢焊接成型的进排气歧管结构对防爆柴油机性能造成不良影响,应用有限元分析软件ANSYS对进排气歧管进行分析,并提出优化设计方案。通过发动机台架试验,研究进气歧管优化前后防爆柴油机动力性能的改变。试验结果表明,对进排气歧管流道进行改进设计后,防爆柴油机扭矩平均提高1.47%,燃油消耗率减少3.67%,空气进气流量平均增加17.5 kg/h,防爆柴油机动力性能得到提高。     

基于流场分析的防爆柴油机排气歧管结构优化

以某型号防爆柴油机发动机带冷却水套的排气歧管为研究对象,建立了防爆柴油机排气歧管烟气流场的CFD模型。应用SIMPLE算法模拟排气歧管内烟气的流动,得到了烟气的流动矢量图,并根据计算结果对排气歧管结构进行优化。结果表明:优化后排气歧管模型内腔容积减小,管内部分漩涡消失,其余的漩涡则大幅降低,各缸的流通能力及流量均匀性得到较大提高,从而改善了防爆柴油机的排气性能。     

一体式水冷进、排气歧管的试验研究

针对某型煤矿用防爆柴油机的进、排气在缸体一侧的结构特点,通过流体力学模型分析及优化,设计了一体式水冷进、排气歧管。对装有优化后一体式水冷进、排气歧管的防爆柴油机进行了台架试验,试验结果满足MT 990-2006《矿用防爆柴油机通用技术条件》的要求,为解决同类问题提供参考。     

防爆柴油机排气歧管烟气模型的流场分析与优化

利用GT-Power软件对包含进排气歧管的防爆柴油机进行整体性能模拟,得到其排气歧管瞬态工况的质量流量、静压力、温度等参数;在FLUENT软件中对4种瞬态工况的流线、温度场、压力场、速度场等做分析,发现歧管在出口拐角处流动不畅,流线在歧管外侧过于集中,造成大范围低速度涡流;提出了一种改进方案,使得改进后的模型在一定范围内压力降和温度差降低。     

矿用防爆柴油机进气歧管的优化设计

针对某型矿用防爆柴油机存在动力性差、排放高等问题,用流体仿真分析软件对该防爆柴油机进气歧管的进气流道和水套结构建立了仿真模型,并按模型进行计算仿真得出其压力场和流线,对进气歧管进行了优化改进;最后对进气歧管优化前的防爆柴油机进行了台架试验,试验结果表明:优化改进后的防爆柴油机功率增加0.17%,扭矩最高增加0.23%,燃油消耗率最高减少0.58%,CO最高下降23.46%,NOx下降0.15%,烟度下降17.26%。由此,不仅防爆柴油机的性能和排放得到了显著的改善,又为解决同类问题提供了借鉴意义。     

基于ANSYS的防爆柴油机排气歧管模态研究

通过建立某型防爆柴油机的排气歧管有限元模型,应用ANSYS软件对排气歧管进行了静力分析和结构模态分析,得出静力分析结果及在此应力下的频率和振型,并对主要振型进行描述。分析结果表明,静力分析中施加的载荷合理有效;比较该排气歧管的固有频率与接触件可知,其不会产生共振且结构设计合理,基本满足矿井下对车辆的使用要求,为进一步研究提供理论依据。     

进排气系统对防爆柴油机性能影响的试验研究

通过对防爆柴油机进、排气防爆系统进行台架试验,分析了TY6121FBZLQ型柴油机加装不同防爆进、排气系统时不同进、排气阻力对柴油机动力性和经济性的影响规律。试验表明,柴油机加装防爆系统后,进、排气阻力增大,带来燃烧恶化,防爆柴油机的性能恶化,阻力越大,性能下降越多。     

进排气防爆系统对矿用柴油机性能影响的研究

为了研究进排气防爆系统对矿用柴油机的性能影响,文章以某型号矿用柴油机为试验样机,对该机在增加进排气防爆系统前后两种状态下进行了外特性试验,试验结果显示,在增加进排气防爆系统后,柴油机标定功率下降了8.6%、最大扭矩下降了8.1%、最小油耗率增加了14%,最高排气温度升高12%。研究结果表明,增加进排气防爆系统后,矿用柴油机的进排气阻力增大,进气压力减小,排气背压增加,空气消耗量减小,功率和扭矩减小,动力性能下降,燃油消耗率增加,经济性能变差,排气温度升高。     

防爆格栅结构对压力损失的影响

为了研究防爆格栅所造成的压力损失,应用Fluent软件对空气通过防爆格栅进行模拟分析。定性分析了扩张腔形状与压力损失之间的关系。为防爆柴油机进排气系统防爆格栅的优化设计及应用提供参考,进而保证井下安全高效的生产。