465Q内燃机冷却水泵的优化设计

【摘要】： 目前,和其他很多国家相比,我国发动机冷却水泵的整体性能还比较低,设计和制造工艺比较落后,需要改进和提高的地方还有很多。本文主要是针对桂林前进机械厂的465Q汽油机冷却水泵,探讨影响该水泵的主要问素,提供有效的改进方案。为以后该类水泵结构的优化和性能的提高提供一个方向,并为提高整个发动机的整机冷却效果提供一个理论指导。 本文的主要工作及研究成果如下: 1.通过三维造型软件UG、商用计算流体力学软件GAMBIT、FLUENT,分别对465Q发动机冷却水泵的叶轮和蜗壳的流道进行实体建模、网格生成、前处理、数值计算和后处理。研究冷却水泵内部流场的静压分布、速度矢量分布和湍动能,分析水泵的水力损失。模拟出的数据和试验数据比较吻合,相同工况下,模拟出来的水泵扬程和试验得出的扬程相差不超过6%,说明利用CFD数值模拟分析具有很高的可靠性,为探讨主要影响因素、提高冷却水泵性能的优化设计作了铺垫。 2.对冷却水泵叶轮和蜗壳的几个主要几何参数进行理论分析,包括:叶片数、叶片进口安放角、叶片出口安放角、叶轮出口宽度、叶轮外径、流道形状、叶片型线等。为下一步探讨主要影响因素、提高冷却水泵性能的优化设计提供理论基础。 3.利用第二章的模拟结果和第三章的理论分析,分别从叶片结构参数和蜗壳结构参数两个方面探讨对该水泵流场的影响因素。从模拟结果来看,造成该水泵流场比较差的主要因素是蜗壳的压水室发生突变,流体流向发生突变的地方离叶轮太近,造成叶片间的流体遭到主导性的破坏。针对此分析结果,提出优化方案和模型。