CNG-柴油雙燃料發(fā)動機熱負荷的實驗研究及其數(shù)值仿真.pdf

1、隨著內(nèi)燃機不斷向高速和強化方向發(fā)展，內(nèi)燃機的傳熱和熱負荷問題也就顯得越來越突出，如何有效地解決內(nèi)燃機的熱負荷問題，提高內(nèi)燃機受熱零部件的可靠性及其使用壽命就變得日益重要和緊迫。由于熱負荷的影響，內(nèi)燃機受熱零部件的非正常磨損，材料的腐蝕、燒蝕和熱疲勞破壞等故障屢見不鮮，直接或間接地影響著內(nèi)燃機的動力性能、經(jīng)濟性和可靠性。因此，在內(nèi)燃機工程的研究中，傳熱和熱負荷的研究是一個非常重要的研究方向。同時由于燃油的緊缺和對內(nèi)燃機排放要求的不斷提高，

2、開發(fā)天然氣等代用燃料內(nèi)燃機越來越受到人們的重視。 本文首先回顧了內(nèi)燃機工程中傳熱與熱負荷研究的發(fā)展和現(xiàn)狀，進而對內(nèi)燃機的熱狀態(tài)、熱負荷和熱負荷故障進行了定義和說明。接著闡述了求解內(nèi)燃機受熱零部件熱負荷的基本原理和方法，介紹了熱傳導的偏微分方程、熱彈性理論的基本方程和邊界條件確定的原則以及用有限元法進行的數(shù)值求解。 本文采用硬度塞法來測量柴油/CNG雙燃料發(fā)動機受熱零部件的溫度。通過對受熱零部件的溫度測量，可考察溫度是否在

3、所使用材料性能的容許范圍內(nèi)；并可估算出熱流規(guī)律和熱損失的分配。本文采用ANSYS軟件作為數(shù)值仿真的工具，對4112柴油/CNG雙燃料發(fā)動機活塞進行了溫度場、熱變形及熱應力的數(shù)值仿真。 通過對4112柴油/CNG雙燃料發(fā)動機的熱負荷試驗研究和數(shù)值仿真，得到了在不同的供油提前角和不同的CNG替代率下，4112柴油/CNG雙燃料發(fā)動機的熱負荷狀況，并對其熱負荷狀況進行了分析比較和評估。這將為其熱負荷的改善指出途徑或找到解決的方法，同時