船用柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)仿真與試驗(yàn)研究.pdf

1、為滿足市場對大功率高速船用柴油機(jī)的需要，拓展企業(yè)船舶動力產(chǎn)品功率覆蓋范圍，在原有6M33陸電機(jī)型基礎(chǔ)上，進(jìn)行6M33船用柴油機(jī)的開發(fā)。船用柴油機(jī)因有隨行水資源，故采用水空中冷，并將熱交換器、中冷器、水泵、膨脹水箱等零部件直接放在發(fā)動機(jī)本體上，并用外循環(huán)水直接冷卻增壓空氣和內(nèi)循環(huán)水，而不是用風(fēng)扇冷卻增壓空氣和內(nèi)循環(huán)水。因此冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是發(fā)動機(jī)改型工作的重中之重。
　　本研究基于6M33C發(fā)動機(jī)整機(jī)布置基礎(chǔ)，結(jié)合整機(jī)設(shè)計(jì)目標(biāo)，針對6

2、M33C發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的部件如水泵、熱交換器、中冷器、節(jié)溫器等，進(jìn)行參數(shù)校核計(jì)算，通過對部件選型、布置設(shè)計(jì)和匹配的研究，初步設(shè)計(jì)了整機(jī)冷卻系統(tǒng)。
　　在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，本研究對整機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行三維建模，采用三維CFD計(jì)算的方法，對水腔內(nèi)冷卻水的工作過程進(jìn)行研究，分析了各缸的流動均勻性，獲得了水套內(nèi)部各點(diǎn)的流量以及壓力分布；并通過對計(jì)算結(jié)果的分析，針對壓力損失大、關(guān)鍵區(qū)域流速低、流量分配不均等問題，重新設(shè)計(jì)水泵流量、改善中冷器和熱

3、交換器布局，重新布置進(jìn)出水管路，調(diào)整出水口位置等改進(jìn)方案，改善冷卻系統(tǒng)的布置，對整機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。進(jìn)而對優(yōu)化后的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)值模擬校核，最終確定了整機(jī)冷卻系統(tǒng)布置方案。
　　對本研究設(shè)計(jì)改進(jìn)的6M33C樣機(jī)進(jìn)行了系統(tǒng)功能試驗(yàn)及耐久試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，6M33C柴油機(jī)各個關(guān)鍵點(diǎn)溫度分布正常，同時各缸流動性均勻，整機(jī)進(jìn)出水溫度在滿足設(shè)計(jì)需求，整機(jī)冷卻性能良好，能夠達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。6M33C冷卻系統(tǒng)各個零部件設(shè)計(jì)符合運(yùn)