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DOI ：10．3969/j．issn．2095－509X．2019．09．018汽车排气系统共轭传热与机舱热管理的仿真和试验研究谢超杰1，刘文辉1，王震虎2，3，邱飒蔚2，3，谭传智4（1．湖南科技大学机电工程学院，湖南湘潭411201）（2．湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南长沙410082）（3．湖南大学机械与运载工程学院，湖南长沙410082）（4．重庆长安汽车欧尚研究院，重庆400023）摘要：以基于汽车整车环境下计算出的排气系统外壁面的对流换热系数来描述排气系统周围的流场分布状况，建立了排气系统的仿真模型，运用双向STAR －CCM +至STAR －CCM +共轭传热协同仿真计算得到了排气系统外壁面的温度分布结果，并将其作为汽车机舱热管理仿真模型的热边界条件，分别对怠速和爬10%坡度工况进行了三维稳态模拟。
在环境舱中对整车进行热害试验，对比分析了协同仿真和传统仿真与试验结果的误差。
结果表明，协同仿真获得的零部件表面温度分布情况更接近于实际。
关键词：机舱热管理；排气系统；共轭传热；协同仿真中图分类号：TP391．9文献标识码：A 文章编号：2095－509X （2019）09－0079－06整车项目开发过程中，在初步确定汽车的基本造型和动力总成形式以后，需要寻求合理的总布置方案以符合整车造型和尺寸的要求［1］。
机舱热管理的开发尤为重要，明确的开发流程可以减少试验次数，为项目节省大量的成本并缩短开发周期。
由于各零部件的独立性和部件之间的关联性，为寻得一个最优解往往会顾此失彼。
随着计算机硬件技术和CFD （computational fluid dynamics ，计算流体力学）理论及其软件的发展，机舱热管理的数值模拟方法日趋成熟，可帮助人们更加直观地判断机舱及底盘的热害问题并迅速有效地提出可行的优化方案。
对于机舱热管理的试验及其检测结果的精确度已经有了大量的研究［2－3］，并且在数值仿真模拟上也有了相对成熟的方法［4－5］。
发动机进排气系统压力损失对性能的影响研究发表时间：2020-09-23T03:14:36.373Z 来源：《福光技术》2020年16期作者：邹牧野[导读] 发动机进排气系统对于发动机的性能具有十分重要的影响，本文对发动机进排气系统的工作原理和元件组成进行阐述，并通过对模拟分析模型的描述，进而深入剖析其压力损失对发动机性能的影响，对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。
邹牧野身份证号码：32030419900204XXXX 江苏徐州221000摘要：发动机进排气系统对于发动机的性能具有十分重要的影响，本文对发动机进排气系统的工作原理和元件组成进行阐述，并通过对模拟分析模型的描述，进而深入剖析其压力损失对发动机性能的影响，对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。
关键词：发动机；进排气系统；压力损失引言发动机进排气系统是发动机的重要组成部分，决定着发动机工作过程中的动力性能和经济环保性，对于发动机的平稳运行具有十分重要的现实意义。
进排气系统的压力损失情况决定着进排气系统的工作性能，主要可以概括为进气阻力和排气背压。
1发动机进排气系统工作过程及原理环境温度的空气经过空气滤清器后，通过进气管路进入涡轮增压器进气口，经增压后从增压器出气口流出，此时空气密度增加、温度升高。
增压器出气口处的空气温度约为 170 摄氏度（不同发动机的值有所不同）。
增压后的高温高压空气经中冷管路流至中冷器进气口，此时空气温度约为 165 摄氏度。
经过中冷器冷却后，空气从中冷器出气口流出，温度降至 55 摄氏度左右，并进入发动机进气歧管。
当空气到达各缸盖进气道内，空气温度稍有升高约至 60 摄氏度。
此后空气经进气门吸入气缸，经过活塞压缩其温度密度骤增达到燃烧所需的自然温度和压力，在活塞达到上止点前喷油提前角度曲轴转角时喷入燃油，空气与燃油混合燃烧后膨胀做功进入排气冲程，此时排气门打开，废气经缸盖气道时的温度高达 600 摄氏度，通过排气歧管进入涡轮增压器。
中国内燃机学会燃烧节能净化分会2010年学术年会 CSICE2010-075发动机排气门传热数值模拟研究分析周蓉【1】, 梁荣光【2】(中国移动通信集团重庆有限公司【1】华南理工大学机械与汽车工程学院【2】）摘要 气门是发动机配气机构的主要组成部件，但是随着发动机结构得到进一步的强化、运行工况的改变等原因，使得发动机气门工作环境恶化，导致气门失效特别是排气门失效成为发动机日益显著的问题。
本文以Q492汽油发动机为例，进行排气门边界条件计算，完成排气门温度及应力分析，提出一种排气门温度传热及变形数值模拟研究方法，并且能使发动机在设计阶段，预测发动机示功图和描述排气门传热及温度场分布情况，从而对相关参数进行更加合理地设定，以减少排气门失效的可能性。
关键词：发动机，MATLAB，示功图，有限元仿真，排气门失效，ANSYSWORKBENCH Abstract:Valve as a main element of vavle train mechanism of engine, it plays an important part to make sure that the engine can acquire enough economic performance, power performance, reliability and durability of an engine. But with the further strengthened structure or changed working condition of the engine, the vavle working environment becomes worse. And the failure of engine valve especially exhaust vavle becomes a serious problem. This paper conducts a simulation of working process of the Q492 engine as an example.It proposes a simulation method to compute heat transfer and deformation of the exhaust vavle.Key words: Engine; Matlab; Indicator diagram; FEM simulation; Failure of the exhaust valve; ANSYSWORKBENCH引言气门是发动机配气机构的主要组成部件，但是随着发动机结构得到进一步的强化、运行工况的改变等原因，使得发动机气门工作环境恶化，导致气门失效特别是排气门失效成为发动机日益显著的问题。
汽车排气系统开题报告XXXXXXX毕业设计(论文)开题报告毕业设计(论文)题目:学生姓名: __指导教师姓名: _专业: ______年月日一、课题名称:汽车排气系统的设计二、课题研究背景:2011年11月28日联合国气候大会在德班举行,会议针对全球气候问题对各成员国提出了减排要求,我国作为一个发展中国家也要承担其相应的减排任务。
随着世界汽车产量的大幅上升,汽车尾气对大气的影响日益严重,根据我国汽车工业协会的相关统计,2010年世界各国汽车总产量达到了 7760万量,比之在2009年增长了 27.26%,而我国在2010年的汽车产量则达到惊人的1826万辆,比之在2009年增长了 32.44%。
我国作为目前世界上最大的汽车产销国, 其尾气的治理难度不言而喻。
据有关资料统计,汽车发动机约30%的总能量用于驱动汽车,约30%的总能量被冷却系统消耗,余下约40%的总能量都以高温废气的形式由汽车排气系统排出[2];按照这个能量损耗的比例,目前市场上的普通轿车在发动机常用工况下匀速形式时要损耗20~30 kW的热量[3]。
若对这部分废气余热加以回收和利用可有效降低汽车的能源消耗,减少对环境的污染。
由塞贝克在十九世纪二十年代初年发现的塞贝克热电效应使这一设想成为可能:塞贝克热电效应能利用NP型半导体两端因存在温差而产生电动势的现象将汽车尾气热能转化为电能进行回收使用。
三、课题研究的意义:排气系统通常指从发动机的排气支管到排气尾管的各部件组合,排气系统主要由排气管、三元催化器、消音器、波纹管、排气尾管以及吊挂装置等部件组成。
其中,排气管一般由铸铁材料加工而成,也可以用不锈钢或者镀招等其它材料,它的主要功能是起到连接排气系统的各个部件和顺利的将废弃排放出去。
三元催化器装置一般由金属外壳、载体和石棉组成,它是排气系统中的重要的净化装置。
三元催化器作用是将发动机排放出来的一氧化碳、氮气氧化物和碳氧化物等有害气体经过氧化还原反应,分别转化为无害二氧化碳、氮气、和水。
汽车管路系统热效应与热管理的研究摘要：随着汽车技术的不断发展，汽车管路系统的热效应和热管理问题日益凸显。
本文旨在探讨汽车管路系统的热效应和热管理技术，以提高汽车的燃油经济性、可靠性和安全性。
首先，本文介绍了汽车管路系统的基本构成和热效应原理；其次，阐述了汽车管路系统的热管理技术和方法；最后，通过实验验证了热管理技术的有效性和可行性。
关键词：汽车管路系统、热效应、热管理、节能减排、安全性引言随着全球能源短缺和环境污染问题的日益严重，节能减排已经成为汽车工业发展的重要趋势。
汽车管路系统作为汽车的重要组成部分，其热效应和热管理对汽车的燃油经济性、可靠性和安全性具有重要影响。
因此，研究汽车管路系统的热效应和热管理技术，对于提高汽车的性能和降低能耗具有重要意义。
1.汽车管路系统的重要性汽车管路系统在汽车工业中发挥着至关重要的作用。
它如同一条条脉络，将汽车的各个部件有机地连接在一起，形成一个完整的汽车系统。
这个系统承担着传输各种介质的重要任务，如燃油、空气、润滑油、冷却液等，以确保汽车的正常运行。
管路系统有效地保持了汽车部件之间的联系，使它们能够协同工作，犹如一个和谐的乐团。
这种协作使得汽车的稳定性和性能得以保证。
无论是传输燃油的燃油管路，还是传递空气的空气管路，亦或是输送润滑油的润滑油管路，它们都在各自的领域内发挥着自己的作用，共同维系着汽车的可靠性和安全性。
汽车管路系统的良好运作对于汽车的可靠性、安全性和性能至关重要。
一旦管路系统出现故障，可能会导致汽车部件之间的联系中断，从而影响汽车的稳定性和性能。
因此，对于汽车工业来说，确保汽车管路系统的良好运作至关重要。
这不仅需要汽车制造商在设计和制造过程中对管路系统进行严格的把关，还需要车主在日常生活中对汽车进行定期的检查和维护。
2.汽车管路系统热效应分析2.1汽车管路系统热效应定义汽车管路系统热效应是指在汽车管路系统工作时，由于管路内的介质流量、压力、温度等参数的变化，导致管路内壁与介质之间、管路材料与周围环境之间产生热量交换，从而对管路系统的性能产生影响的现象。
10.16638/ki.1671-7988.2021.08.031基于某1.5tSUV排气热害分析王心宇，耿胜民（北京希艾益科技有限公司，北京100076）摘要：利用三维CFD流场分析软件与热辐射计算软件，分析排气系统对周边及机舱零部件的热辐射。
首先对怠速、高速、低速爬坡三个工况进行稳态分析，并与实验数据进行对比。
其次在稳态分析的基础上进行瞬态仿真，最后与实验数据进行对比。
关键词：热害；CFD；热辐射；仿真；对标中图分类号：U467 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)08-100-04Analysis of Exhaust Heat Damage Based on a 1.5t SUVWang Xinyu, Geng Shengmin（Beijing CAE Technology Co., Ltd., Beijing 100076）Abstract:Three dimensional CFD flow field analysis software and thermal radiation calculation software are used to analyze the thermal radiation of exhaust system to the surrounding and cabin parts. Firstly, the steady-state analysis is carried out for idle speed, high-speed and low-speed climbing conditions, and compared with the experimental data. Secondly, the transient simulation is carried out based on the steady-state analysis, and finally compared with the experimental data. Keywords: Thermal damage; CFD; Thermal radiation; Simulation; BenchmarkingCLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)08-100-04引言采用仿真手段对排气系统进行热害分析，分析周期短，得出的温度分布可用于指导整车热平衡、热害试验布点[1]，使用计算机仿真的成本远小于整车热平衡试验，但得出的结果可靠性不高，对操作者依赖性强，验证实验又是必不可少的。
汽车热管理技术在排放控制中的应用研究报告汽车热管理技术在排放控制中的应用研究报告随着经济的发展和人民生活水平的提高，汽车已经成为人们生活中必不可少的一种交通工具。
而随着汽车保有量的不断增加，汽车排放所带来的污染也越来越严重，成为全球环境问题的一大难题。
为了解决这个问题，科学家们致力于探索一种更加清洁、节能的汽车工作方式，汽车热管理技术就是在这个过程中得到广泛应用的一种有效手段。
汽车热管理技术是一种可以在汽车使用中自动调整气体排放、燃料消耗等参数的技术，其目的在于最大化地利用汽车能量，提高发动机的热效率，减少废气排放。
热管理技术的具体操作包括启停系统、温控系统、排气再循环等多种技术手段。
热管理技术在现代汽车中得到了广泛应用，并且可以帮助汽车制造商达到各种环保标准。
首先，启停系统是热管理技术的一种常见形式，也是一种最基础的技术手段。
它通过监测汽车的工作情况，当发现汽车处于空车或者行驶速度较低的状态下时，就自动关闭发动机。
这样可以避免汽车持续不断地浪费燃料，减少CO2排放，因此它是实现节油减排的功臣。
其次，温控系统是热管理技术中的另一种常见形式。
这种技术通过监测汽车的冷却液和油温度，采取冷热交替的方式来调节温度变化，从而在发动机使用的过程中保持良好的温控状态，提高燃油效率，减少废气排放。
此外，温控系统还可以通过调节进气温度来降低发动机燃烧室内的温度，从而减少氮氧化物和颗粒物的生成，使废气排放更为清洁。
最后，排气再循环技术（EGR）是热管理技术的另一项重要应用。
该技术通过将废气重新引入发动机中，优化燃气混合比率，并且通过降低燃烧室中的氧气浓度，来有效地减少NOx的排放量。
EGR技术在实现NOx排放控制方面具有突出的表现，并且已经成为一种不可或缺的NOx治理手段。
总之，汽车热管理技术在目前的汽车环保工作中具有非常广阔的应用前景。
通过启停系统、温控系统、排气再循环等多种技术手段的无缝衔接，我们可以有效的减少CO2和NOx等废气排放量，实现汽车环保的目标，并且帮助汽车制造企业适应未来环保政策的变化，提高汽车市场竞争力。
中国科技期刊数据库 工业C2015年21期 105汽车排气系统机械性能试验方法研究任 倩1 张彦宾1 张 磊21.长城汽车股份有限公司技术中心， 河北 保定 071002.河北省汽车工程技术研究中心， 河北 保定 071000摘要：排气系统的试验方法的设置应遵循以“针对关键部位，模拟实际工况”为原则，借助有限元分析这一现代计算机软件工具，根据排气系统及其组成部件的常见故障，合理的选择试验内容和试验条件，才能真实的反映产品试验结果的可信度。
关键词：汽车；消声器；消声；分析 中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)21-0105-021 排气系统常见机械故障和力学分析1.1 排气系统常见机械故障排气系统常见机械故障大体分为开焊(或裂纹)、断裂(或破碎)等机械损伤和因排气和环境中弱酸、弱碱造成的腐蚀损伤(如催化器和消声器壳体穿孔等)两大类。
1.1.1 排气系统常见机械故障位置分布排气系统常见机械故障，其特点是：催化剂载体(catalytic substrate)、两零件(如法兰与接管)或单一零件(如捆绑式催化器纵缝结合部)焊接边缘、零件两个形状交界应力集中处(如催化器或消声器的锥管与接口圆柱)和排气管弯管应力集中处等为故障常发位置。
1.2 排气系统力学分析排气系统应力一般由因振动引起的机械应力和因交变温度(排气温度+催化器反应温度)引起的热应力两大部分组成。
1.2.1 机械应力 振动源排气系统的振动源包括发动机的机械激励、发动机气流冲击、声波激励和车体激励四个方面。
1.2.2 排气系统热力学分析催化器对一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)的反应属于氧化放热反应，故催化器(含歧管式催化器)是排气系统中热力学分析的重点研究对象，其化学反应式如式(1)所示：2CO + O2 =2CO2，C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O (1) 1.2.3催化器温度分布分析 1)催化剂载体应用star-CD 工具对催化剂载体(catalytic substrate )的温度分布进行分析，催化器轴向温度这种由高到低的分布状态可以用催化动力学来解释，即Fy0dx=rsSg ρb ，Acdz式中：Fy0—催化器入口端反应物克分子数； dx —转化率微量； rs —催化剂反应速率；ρb —催化剂涂敷量；Sg —催化剂单位重量的比表面积；Ac —载体截面积；dz —催化床某截面长度微量催化器入口处反应物浓度大，反应剧烈温度高；反应物在催化床移动越往后浓度越低，故温度逐渐降低。
车用空调压缩机的传热性能研究随着汽车行业的快速发展和人们对车辆舒适性的不断追求，车用空调系统逐渐成为现代汽车的标配。
空调系统中的压缩机作为核心部件，对于保持车内舒适温度起着重要的作用。
而压缩机的传热性能则直接影响到整个空调系统的制冷效果和能耗情况。
首先，了解车用空调压缩机传热性能的研究意义。
汽车空调系统中，压缩机通过将低温、低压制冷剂吸入，经过压缩和放热过程，将其转化为高温、高压制冷剂，进而通过换热器将热量释放到车外。
因此，压缩机的传热性能直接关系到制冷剂的制冷效果和能耗情况。
研究压缩机的传热性能，可以为汽车空调系统的设计和优化提供理论依据，降低能耗、提高制冷效果。
其次，探究车用空调压缩机传热性能的评估方法。
在研究压缩机传热性能时，通常采用的方法是实验测试和数值模拟两种途径。
实验测试是通过设计合适的实验装置，模拟实际工作条件来获得压缩机的传热数据。
通过对压缩机的表面温度、冷却风速等参数的测量，可以得到传热特性的数据，并进行分析和评估。
而数值模拟则是运用计算流体力学（CFD）等方法建立数学模型，对压缩机的传热过程进行模拟和计算。
这种方法可以更细致地研究压缩机内部的传热机理，得到传热特性的定量数据。
进一步，探讨车用空调压缩机传热性能研究的关键因素。
研究发现，压缩机传热性能受多种因素影响，主要包括工作条件、冷却方式、压缩机内部结构等方面。
首先，工作条件的变化，如压缩机的转速、压力比、工质流量等都会对传热性能产生影响。
其次，冷却方式的不同也对传热性能有着直接影响。
常见的冷却方式包括风冷、水冷等，而在实际应用中，风冷方式更为常见。
最后，压缩机内部的结构因素也决定了其传热性能的好坏。
例如，压缩机的内部通道结构、冷却风扇的数目和位置等都会影响到制冷剂在压缩机内部的传热和流动情况。
此外，总结车用空调压缩机传热性能研究的现状和未来发展方向。
目前，国内外对于车用空调压缩机传热性能的研究已取得了一定的进展，但仍存在一些问题和挑战。
