韩艳艳

(奇瑞汽车股份有限公司 动力总成技术中心,安徽 芜湖　241009)

引言

发动机由多系统部件和多工作过程组成，任何一个部件或系统的改变都会对其他系统造成影响。整个发动机高性能的稳定输出，是各系统相互匹配、平衡的结果[1-2]。发动机热管理为一项系统工程，其研究的基本方法和手段为系统热流体分析。

增压直喷发动机高功率密度、高性能、高排温、排气增压后置及预催紧耦合式布置，与传统非增压发动机相比，排气侧温度场热源零部件显著增加。同时比传统非增压发动机排温升高近200 ℃。针对热源高温零部件对气门室罩盖带来的烧结问题，本研究基于Hpermesh、Flowmaster、CCM+等商业软件建立模拟分析平台[3-4]。从隔热罩的形状结构及气门室罩盖的材料等方面进行研究，通过仿真分析和试验验证，最终解决气门室罩盖烧结问题。

1　问题描述及建立模型

1.1　故障分析

图1　气门室罩盖台架试验烧结图

某款增压发动机在台架试验过程中发现气门室罩盖严重烧结，如图1所示。

经过对气门室罩盖烧结问题进行分析，发现烧结主要是由两方面因素导致：

1)气门室罩盖为排气歧管及增压器相邻零部件，且排气歧管及增压器表面温度达到700 ℃，对罩盖产生强烈的热辐射[5]影响。

2)此处区域的空气温度达到200 ℃左右，气门室罩盖同时受到高温空气的热传导影响。

1.2　整机模型搭建

整机模拟计算模型如图2所示。

a)几何模型　　　　　　　　　b)网格模型图2　整机模型

为了更真实地模拟发动机状态，与整机相关的模型均保留，尤其对排气侧的排气歧管、增压系统、预催以及隔热罩等均与实物状态保持一致，并对模型属性进行分类处理。……