基于光纖測(cè)溫的缸蓋熱負(fù)荷研究.pdf

1、由于受環(huán)境和經(jīng)濟(jì)因素的影響，發(fā)動(dòng)機(jī)朝著高功率密度、低油耗、低排放、可靠性高的方向發(fā)展，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的爆發(fā)壓力、熱負(fù)荷、應(yīng)力水平也隨之增大，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部件的可靠性提出了考驗(yàn)。在柴油機(jī)的各部件中，氣缸蓋是最容易發(fā)生故障的部件之一。對(duì)缸蓋進(jìn)行熱負(fù)荷研究具有非常重要的意義。
　　本文以226B四缸柴油機(jī)為研究對(duì)象，通過(guò)試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對(duì)缸蓋熱負(fù)荷進(jìn)行研究。
　　試驗(yàn)中，采用熱電偶測(cè)溫法和光纖測(cè)溫法在5個(gè)中、小負(fù)荷工況下

2、對(duì)缸蓋冷卻水腔壁面和距火力面7mm處缸蓋壁面共10個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫度進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)測(cè)得了冷卻水和進(jìn)排氣的相關(guān)數(shù)據(jù)。
　　采用全模擬計(jì)算法，考慮缸蓋和與其接觸的固體壁面之間的傳熱，對(duì)缸蓋溫度場(chǎng)進(jìn)行研究。燃?xì)鈧?cè)的邊界條件，通過(guò)熱力循環(huán)計(jì)算和缸內(nèi)燃燒計(jì)算獲得，即將缸內(nèi)燃燒計(jì)算結(jié)果通過(guò)壁面映射功能得到有限元計(jì)算中燃?xì)鈧?cè)壁面換熱系數(shù)的無(wú)量綱分布規(guī)律，將熱力循環(huán)計(jì)算得到的缸內(nèi)平均換熱系數(shù)按照所得分布規(guī)律計(jì)算得到不同工況下燃?xì)鈧?cè)換熱系數(shù)分布。在冷卻水

3、腔流場(chǎng)模擬計(jì)算中，考慮沸騰換熱，計(jì)算結(jié)果作為水側(cè)邊界條件，與燃?xì)鈧?cè)邊界條件一起作為缸蓋溫度場(chǎng)有限元邊界進(jìn)行耦合計(jì)算，并對(duì)水側(cè)壁面溫度和換熱系數(shù)進(jìn)行多次修正，提高了計(jì)算準(zhǔn)確度。
　　本文通過(guò)模擬計(jì)算得到了缸蓋溫度場(chǎng)和冷卻水腔壁面溫度分布，并對(duì)試驗(yàn)和數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明:熱電偶測(cè)溫法和光纖測(cè)溫法在缸蓋壁面溫度測(cè)量中各有利弊，光纖測(cè)溫法在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋測(cè)溫試驗(yàn)中的應(yīng)用具有可行性;采用火力面換熱系數(shù)無(wú)量綱換算得到不同工況下燃