Thermal Fatigue Life of Exhaust Manifolds Predicted by Simulation

Parámetros del Múltiple de Escape para su Diseño Computacional: una revisión

“…Mientras que los colectores con ranuras rectangulares y circulares discretas proporcionan una uniformidad de +-10 % y +-15 % respectivamente. Mamiya et al, (2002) enuncia que se puede predecir la temperatura del múltiple de escape en condiciones de operación mediante un análisis cuantitativo, además Selvanathan et al, (2017) asegura que la longitud, el pulso de escape, la contrapresión y la forma física tienen un impacto significativo en la velocidad del escape y que el diseño tubular permite obtener una velocidad máxima de 254 m/s de rendimiento adicional.…”

“…Seshadri S., (2015). Mamiya et al, (2002) utilizó un tamaño de malla de 3 mm de aproximadamente 260 000 celdas de malla y las condiciones de contorno las derivó del software GT-POWER para luego utilizarlas en el programa STAR-CD con lo cual realiza el cálculo del coeficiente de transferencia de calor de la pared interna del múltiple de escape. El análisis dinámico del gas, se realizó en un software desarrollado por Nissan, para calcular el coeficiente de transferencia de calor de la pared exterior.…”

“…Además realizó una serie de pruebas en diferentes calidades de acero inoxidable, para temperaturas de 650 °C a 1000 °C con 180 segundos de permanencia, donde mediante la metalografía se observa la iniciación de grietas en el interior y grietas múltiples más sectores en oxidación en la parte exterior, además de la formación de vacíos por la cavitación. Mamiya et al, (2002) realizó un análisis de conducción de calor transitorio para simular el funcionamiento y enfriamiento del ciclo de calor y también calculó el rango de deformación plástica del múltiple de escape en función de las distribuciones de temperatura usando el análisis térmico no lineal con lo cual se pudo predecir la vida a fatiga en el rango de deformación utilizando el software ABAQUS. Por último, Zeytin et al, (2009) enuncia que al aumentar la cantidad de molibdeno en la estructura del colector, aumenta la fatiga térmica y que el silicio aumenta la resistencia a la oxidación, además las condiciones de solidificación y enfriamiento son muy significativas porque determinan la cantidad de ferrita y perlita en los hierros, y que los tiempos de apertura y cierre del molde son parámetros muy importantes.…”

Durability and reliability in diesel engine system design

“…Lederer et al (2000) provided a detailed description of the analysis methodology for the thermo-mechanical fatigue of diesel engine exhaust manifolds, including thermal boundary calculations, material characteristics, and fatigue life estimation. Mamiya et al (2002) discussed a detailed process of exhaust manifold temperature calculation with heat transfer models for both the inner and outer walls. They used a simplified approach to estimate the LCF life by assuming the dominant factor contributing to the cracks was the large thermal plastic strain range (derived from FEA).…”

Inelastic stress analysis and failure prediction of the turbine housing in engine motoring tests

“…After a long period of engine operation, thermomechanical loads will cause significant damage or cracks on the turbine housing when the plastic strains or stresses exceed the fatigue limits of its constituent materials. 5–7…”