Численный расчет системы охлаждения двигателя

Ключевые слова: численное моделирование, CFD, охлаждение, оптимизация.

Наши специалисты участвовали в этапе проектирования системы охлаждения для перспективного двигателя.

Современные методы вычислительной гидро-газодинамики позволяют обоснованно подходить к проектированию систем охлаждения поршневых двигателей. Однако требование к равномерности тепловых режимов в отдельных секциях блочных головок в общем случае приводят к необходимости решать итерационную задачу, где внешним ограничением является распределение жидкости по секциям, а внутренним – обеспечение интенсивной циркуляции в наиболее термонагруженных зонах (в районе выпускных патрубков и днища головки цилиндра).

Работы была выполнена за несколько этапов.

• Создание твердотельной модели расчетной области;
• Расчеты распределения ОЖ по секциям рубашки охлаждения для базовой конфигурации системы;
• Параметрические исследования для обеспечения равномерности подачи ОЖ в отдельные секции;
• Оценка неравномерности циркуляции ОЖ в наиболее термонагруженных зонах.

Разрез головки цилиндра с выделением:

а) областей застоя жидкости, б) приведенных коэффициентов интенсивности теплоотдачи.

В качестве независимых параметров при моделировании распределения жидкости использовались площади перепускных каналов в головку цилиндров. Дополнительно оценивались приведенные к среднему значению коэффициенты интенсивности теплоотдачи по днищу головки цилиндра.

Для каждой корректировки модели проведен отдельный расчет течения жидкости, определены наиболее термонагруженные зоны, подобрана геометрия перепускных каналов в головку цилиндра. Даны рекомендации по организации движения потока охлаждающей жидкости. Результаты расчета температурного поля показали незначительные колебания температуры по цилиндрам головки двигателя

Заказчиком была учтены результаты моделирования при доводке перспективного семейства двигателей.