船舶柴油机增压中冷器的结构设计与建模(附件)
摘 要摘 要本文主要阐述了增压系统的冷却系统的重要意义，包括提高柴油机功率，改善柴油机的排放，等等。介绍了在空气冷却系统中冷器的换热器以及在空气冷却系统的冷却器中的重要作用。在介绍柴油机的中冷器的各种结构和类型中，选择经济型和实用性最佳的波纹翅片、管翅型中冷器。根据选用的MAN B&W公司的6S60MC柴油发动机的基本参数，进行中冷器设计。先依据6S60MC柴油发电机增压器输出的气体流量和温度以及中间环节散失的能量，计算所需的中冷器各项性能要求，确定传热系数，以及对中冷器进行散热面积、压力损失等性能校核。最后进行中冷器零部件的设计，并给出二维CAD工程图纸。依照工程图纸，使用三维建模软件SolidWorks设计构建出三维零件图模型，然后对零件图进行虚拟装配得到装配图。 关键词：中间冷却装置；三维建模；柴油机Keywords: medium cooler；3D modeling；marine diesel 目 录
第一章 绪 论 1
1.1 论文的背景 1
1.2 中冷器研究状况与发展方向 2
1.3 此题目的提出 3
1.4 论文的工作内容 4
1.5 本论文各部分主要内容 4
第二章 柴油机中冷器简介 5
2.1 柴油机中冷器的类型和结构 5
2.1.1 柴油机中冷器的类型 5
2.1.2 柴油机中冷器的结构 6
2.2 柴油机中冷器选型的原则 13
2.3 本章小结 13
第三章 柴油机中冷器的结构设计与校核 14
3.1 6S60MC柴油发动机中冷器 14
3.1.1 柴油机基本参数 14
3.1.2 中冷器技术参数确定 18
3.2 原始参考数据 20
3.3 几何数据尺寸计算 21
3.4 传热系数计算 22
3.5 中冷器性能的校核 24
3.5.1 对散热面积进行校核 24
3.5.2 对增压温度进行校核 25
3.5.3 压力校核 25
3.6
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
中冷器技术参数确定 18
3.2 原始参考数据 20
3.3 几何数据尺寸计算 21
3.4 传热系数计算 22
3.5 中冷器性能的校核 24
3.5.1 对散热面积进行校核 24
3.5.2 对增压温度进行校核 25
3.5.3 压力校核 25
3.6 中冷器的零件结构设计 26
3.6.1 增压空气封头 26
3.6.2 边板 27
3.6.3 散热管 27
3.6.4 翅片 28
3.6.5 中冷器芯体 29
3.6.6 中冷器总成图 29
3.7 本章小结 30
第四章 中冷器的三维建模 31
4.1 三维建模软件简介 31
4.2 中冷器零件的三维建模 31
4.2.1 增压空气封头的三维建模 31
4.2.2 边板的三维建模 32
4.2.3 散热管的三维建模 33
4.2.4 翅片的三维建模 33
4.2.5 中冷器芯体的三维建模 34
4.3 中冷器虚拟装配 35
结论 39
致谢及声明 40
参考文献 41
第一章 绪论
1.1 课题的背景
紧跟着能源节约和环境保护的方针和法律的发展，柴油机无害燃烧和排气无害化技术的不断研究，增压冷却技术已经变成一种趋势。
在社会的发展中船舶产业迅速发展，内燃机的数量急剧增加，对人类健康产生的威胁越来越得到关注。在人类数量稠密的地球中，内燃机尾气的产生将给地球上的人们带来巨大的伤害。在日渐提高的排放标准的世界，控制空气污染空气污染的发动机，尤其是哥本哈根会议后，为更严格的尾气无害化的技术要求。为达到新的尾气净化要求，柴油机机为了减少废弃物的排放，人们提出了各种方法。涡轮增压器方案可以进一步提高内燃机的进气管的气体的密度，提高发动机的功率[1]；另外能够减小柴油机开始的输入气体温度和燃烧中的流动气体温度，进而减少柴油机废气排放温度，热负载和氮氧化物向大气的排放数量。
如图11。
图11 涡轮增压中冷系统示意图
涡轮增压内燃机正常工作时往往需要对进气的空气进行降温，是由于涡轮增压器的作用就是对进气进行增压，来使进气更多，使燃料充分燃烧。但是，随着涡轮增压器对进气密度的增加，使得进气温度迅速上升，使得进气密度由于温度原因出现下降，所以进气的温度对柴油机的效率有极大重大的作用。所以涡轮增压技术可以在不改变油耗的情况下极大地提高柴油机的效率和经济性以及环境友好性。然而，随着压力的数值的不断提高，对进气温度的提高大大影响了发动机的工作效率的改进。
现实情况也证明，在进气温度下降的时候，内燃机的效率有明显提升。此外，随着空气压力的空气温度提高柴油发动机的效率也增加，还可以减少排放污染，提高发动机的发动机性能。因此，中间冷却技术通常用于涡轮增压柴油机。中冷器技术的发展不仅可以极大提高柴油机的效率，还有巨大的节能减排的经济和环境双重效果。
综合来看，中冷器效果主要表现在在：
（1） 提高发动机功率；
（2） 降低油耗；
（3） 降低热负载；
（4） 降低粉尘排放；
（5） 降低氮氧化物产生；
（6） 法规和法律规定。
得益于冷却系统在发动机上的广泛使用，特别是柴油机，它得到了广泛的认可。因此，冷却装置对增压柴油机正常运行的重要组成部分，而绩效空气进入汽缸后发动机提高了结构设计的中冷器，对散热最大化利用程度的深入学习的办法日渐变成很有分量的科学研讨的目标。
1.2 中冷器研究状况和发展方向
中冷器是换热器的一种，两者之间的发展不可分割[2]。热交换元件是换热器的核心，和热交换元件易于使用使其在油冷却器、海水淡化装置等范围内得以大范围的使用。随着换热技术发展，内外部散热面积差变小，同时，表面强化传热的扩张有了很大的发展的。由于对紧密程度的规定程度愈来愈高，管片式换热器作为核心的的中冷器，得到了飞跃式的进展和越来越多的使用，地位逐步上升。
目前流行的板翅式换热器部件换热器首次出现在一九三零年，五十年来的快速发展，特别是在美，日，前苏联，英，德等国家，关于中冷器的设计和研究学习比起我国要早得多，所以更加应用广泛。冷却装置由冷却元件具有传热效率高，结构紧凑，重量轻的优点，具有很强的适应性和良好的经济性。因此它被广泛地使用和改进。
冷轧翅片管是发动机中冷器的有效中冷元件。对冷轧翅片管的标准得到了统一，以及各种中间冷却设备的尺寸减小了。换热器有用的冷轧板翅式中间冷却器的使用性能进行了比较与类似装置的特点。
导热器件在我国经历了从无到有，从简单到复杂，从弱小到成熟的过程，特别是这几年我国科学家结合国外先进知识加以创新改进或者更新的技术研发，非常快速的提升了我国国产中冷器的设计水平和产品性能。版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/3261.html
第一章 绪 论 1
1.1 论文的背景 1
1.2 中冷器研究状况与发展方向 2
1.3 此题目的提出 3
1.4 论文的工作内容 4
1.5 本论文各部分主要内容 4
第二章 柴油机中冷器简介 5
2.1 柴油机中冷器的类型和结构 5
2.1.1 柴油机中冷器的类型 5
2.1.2 柴油机中冷器的结构 6
2.2 柴油机中冷器选型的原则 13
2.3 本章小结 13
第三章 柴油机中冷器的结构设计与校核 14
3.1 6S60MC柴油发动机中冷器 14
3.1.1 柴油机基本参数 14
3.1.2 中冷器技术参数确定 18
3.2 原始参考数据 20
3.3 几何数据尺寸计算 21
3.4 传热系数计算 22
3.5 中冷器性能的校核 24
3.5.1 对散热面积进行校核 24
3.5.2 对增压温度进行校核 25
3.5.3 压力校核 25
3.6
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
中冷器技术参数确定 18
3.2 原始参考数据 20
3.3 几何数据尺寸计算 21
3.4 传热系数计算 22
3.5 中冷器性能的校核 24
3.5.1 对散热面积进行校核 24
3.5.2 对增压温度进行校核 25
3.5.3 压力校核 25
3.6 中冷器的零件结构设计 26
3.6.1 增压空气封头 26
3.6.2 边板 27
3.6.3 散热管 27
3.6.4 翅片 28
3.6.5 中冷器芯体 29
3.6.6 中冷器总成图 29
3.7 本章小结 30
第四章 中冷器的三维建模 31
4.1 三维建模软件简介 31
4.2 中冷器零件的三维建模 31
4.2.1 增压空气封头的三维建模 31
4.2.2 边板的三维建模 32
4.2.3 散热管的三维建模 33
4.2.4 翅片的三维建模 33
4.2.5 中冷器芯体的三维建模 34
4.3 中冷器虚拟装配 35
结论 39
致谢及声明 40
参考文献 41
第一章 绪论
1.1 课题的背景
紧跟着能源节约和环境保护的方针和法律的发展，柴油机无害燃烧和排气无害化技术的不断研究，增压冷却技术已经变成一种趋势。
在社会的发展中船舶产业迅速发展，内燃机的数量急剧增加，对人类健康产生的威胁越来越得到关注。在人类数量稠密的地球中，内燃机尾气的产生将给地球上的人们带来巨大的伤害。在日渐提高的排放标准的世界，控制空气污染空气污染的发动机，尤其是哥本哈根会议后，为更严格的尾气无害化的技术要求。为达到新的尾气净化要求，柴油机机为了减少废弃物的排放，人们提出了各种方法。涡轮增压器方案可以进一步提高内燃机的进气管的气体的密度，提高发动机的功率[1]；另外能够减小柴油机开始的输入气体温度和燃烧中的流动气体温度，进而减少柴油机废气排放温度，热负载和氮氧化物向大气的排放数量。
如图11。
图11 涡轮增压中冷系统示意图
涡轮增压内燃机正常工作时往往需要对进气的空气进行降温，是由于涡轮增压器的作用就是对进气进行增压，来使进气更多，使燃料充分燃烧。但是，随着涡轮增压器对进气密度的增加，使得进气温度迅速上升，使得进气密度由于温度原因出现下降，所以进气的温度对柴油机的效率有极大重大的作用。所以涡轮增压技术可以在不改变油耗的情况下极大地提高柴油机的效率和经济性以及环境友好性。然而，随着压力的数值的不断提高，对进气温度的提高大大影响了发动机的工作效率的改进。
现实情况也证明，在进气温度下降的时候，内燃机的效率有明显提升。此外，随着空气压力的空气温度提高柴油发动机的效率也增加，还可以减少排放污染，提高发动机的发动机性能。因此，中间冷却技术通常用于涡轮增压柴油机。中冷器技术的发展不仅可以极大提高柴油机的效率，还有巨大的节能减排的经济和环境双重效果。
综合来看，中冷器效果主要表现在在：
（1） 提高发动机功率；
（2） 降低油耗；
（3） 降低热负载；
（4） 降低粉尘排放；
（5） 降低氮氧化物产生；
（6） 法规和法律规定。
得益于冷却系统在发动机上的广泛使用，特别是柴油机，它得到了广泛的认可。因此，冷却装置对增压柴油机正常运行的重要组成部分，而绩效空气进入汽缸后发动机提高了结构设计的中冷器，对散热最大化利用程度的深入学习的办法日渐变成很有分量的科学研讨的目标。
1.2 中冷器研究状况和发展方向
中冷器是换热器的一种，两者之间的发展不可分割[2]。热交换元件是换热器的核心，和热交换元件易于使用使其在油冷却器、海水淡化装置等范围内得以大范围的使用。随着换热技术发展，内外部散热面积差变小，同时，表面强化传热的扩张有了很大的发展的。由于对紧密程度的规定程度愈来愈高，管片式换热器作为核心的的中冷器，得到了飞跃式的进展和越来越多的使用，地位逐步上升。
目前流行的板翅式换热器部件换热器首次出现在一九三零年，五十年来的快速发展，特别是在美，日，前苏联，英，德等国家，关于中冷器的设计和研究学习比起我国要早得多，所以更加应用广泛。冷却装置由冷却元件具有传热效率高，结构紧凑，重量轻的优点，具有很强的适应性和良好的经济性。因此它被广泛地使用和改进。
冷轧翅片管是发动机中冷器的有效中冷元件。对冷轧翅片管的标准得到了统一，以及各种中间冷却设备的尺寸减小了。换热器有用的冷轧板翅式中间冷却器的使用性能进行了比较与类似装置的特点。
导热器件在我国经历了从无到有，从简单到复杂，从弱小到成熟的过程，特别是这几年我国科学家结合国外先进知识加以创新改进或者更新的技术研发，非常快速的提升了我国国产中冷器的设计水平和产品性能。版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/3261.html
