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涡轮增压技术在汽车、船舶、航空等领域都有着普遍的应用。其主要作用是通过压缩空气提高发动机进气量,使发动机功率大幅度增加。然而在增压之后空气温度也会随之上升,限制了发动机充气效率的提高,同时还会使发动机燃烧温度过高,增加氮氧化合物的排放。为了解决增压后空气温度上升带来的一系列问题,中冷技术应运而生。现在的中冷技术已经十分成熟,但若在发动机处于启动或怠速的情况时,依旧采用普通中冷器中冷,则会造成空气进入发动机气缸的温度过低。过低的进气温度会增加燃烧预热时间,不利于燃烧,致使发动机功率降低。为了保证在不同工况下气缸均能得到较为稳定的进气温度,因而提出了冷却面积可调的簧片中冷器构想。本文选用了铝制、风冷、管翅式、波纹翅片中冷器进行设计研究。根据某公司所提供的二维图纸,利用三维造型软件SolidWorks2016进行了普通中冷器的模型建立,通过材料力学等相关知识计算求得簧片的具体设计位置和尺寸,并对可调式簧片半开中冷器的模型进行了简化。应用Hypermesh软件划分了三维网格,后采用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术针对高工况下的中冷器光滑芯体管和带肋片芯体管在Fluent中进行了数值求解得到压力、温度、速度等云图。以温度降为主要换热评价指标,通过流场分析结果对比得出带肋片芯体管比光滑芯体管换热效果更好,并且将带肋片芯体管确定为新型可调式簧片中冷器设计的结构基础。采用新型中冷器簧片全开和半开时在高低不同工况下工作组成四个方案进行流场分析,同时加以冷却效率和压力损失校核。得出结论:低工况下簧片全开(模拟普通中冷器)中冷在出口处出现了过度冷却问题,采用簧片半开优化方案后,在冷却效率和压力损失均满足校核标准的情况下中冷器出口温度有所提升,有效避免了过冷问题;高工况时若继续采用簧片半开,则出现了换热量不够,冷却不足的现象,此时采用簧片全开,则可达到最佳冷却状态。由于簧片张角可以随着工况的变化而变化,即可以保证发动机在不同工况下排出中冷器(进入气缸)的温度值维持在合理范围内,避免出现低工况过冷,高工况冷却不足的现象,进而保证燃烧工作的顺利进行,最大限度地提高柴油发动机的动力性和经济性。最后进行了某型柴油机中冷系统的匹配计算,分别对高低工况下中冷器簧片全开和半开进行了热力学计算校核,最终结果表明选型合理。