柴油機(jī)活塞熱機(jī)耦合有限元計(jì)算研究.pdf

1、我國(guó)農(nóng)用單缸柴油機(jī)受使用對(duì)象及用途的限制，其整體的性能提升，應(yīng)優(yōu)先選擇不過(guò)多增加柴油機(jī)成本就能達(dá)到優(yōu)化的技術(shù)措施。本課題提出了一種新的整體式燃燒室，這種新型燃燒室融合了直噴式燃燒室與分隔式燃燒室的優(yōu)點(diǎn)。然而新型燃燒室面容比大，存在著比較大的散熱損失，同時(shí)其活塞頂部形狀突變部位增加，受到高溫混合燃?xì)鈮毫?、摩擦力、往?fù)慣性力以及側(cè)推力等載荷周期性的作用，隨之可能導(dǎo)致活塞產(chǎn)生開(kāi)裂、活塞環(huán)膠結(jié)、拉缸等，極大地危害活塞部件運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性和使用耐久性。

2、
　　 本研究改變傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)公式的第三類邊界條件取值，采用CFD數(shù)值計(jì)算獲得新型燃燒室不同曲軸轉(zhuǎn)角下活塞關(guān)鍵位置的溫度及傳熱系數(shù)分布，改變以往函數(shù)加載的方式，采用活塞銷輔助約束的施加方案，進(jìn)行了新舊研究方法的比較，驗(yàn)證了新方法的可行性。研究結(jié)果表明，標(biāo)定工況下，新型燃燒室整體上的綜合應(yīng)力和變形均在活塞材料允許的范圍之內(nèi)，但是新型燃燒室喉口下沿的縮口區(qū)域溫度分布很不均勻，易導(dǎo)致應(yīng)力集中;其第一環(huán)槽的平均溫度已經(jīng)超過(guò)潤(rùn)滑油結(jié)膠溫度，在

3、此工作條件下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)可能導(dǎo)致出現(xiàn)活塞環(huán)膠結(jié)，破壞正常的配合間隙，環(huán)岸斷裂等現(xiàn)象。新型燃燒室增加泄油孔通道后，由于得到有效的冷卻，對(duì)活塞最高溫度、第一環(huán)槽溫度以及內(nèi)腔頂部中央高溫有一定的降低緩解效用。在熱機(jī)耦合作用下，在活塞頂面的變形，熱變形占據(jù)了主導(dǎo)地位，而活塞銷座的銷孔上沿處因受到活塞熱變形的影響作用，與僅承受機(jī)械載荷時(shí)的相比較，大大緩解其應(yīng)力集中的現(xiàn)象。另外，本文探討了新型燃燒室及有無(wú)泄油孔通道的活塞在低頻熱疲勞下的影響，從而為該