本文關鍵詞：活塞振蕩油腔換熱邊界條件的試驗研究

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【摘要】：柴油機工作過程中,工作環(huán)境最惡劣、工作條件最嚴酷的零部件之一就是在氣缸里進行往復運動的活塞。柴油機的工作可靠性與使用耐久性,在很大程度上受限于活塞的工作情況�；钊墓ぷ鳒囟群芨�,并在很高的機械負荷下高速滑動,同時潤滑不良,這決定了它遭受強烈的磨損,并且可能產(chǎn)生滑動表面的拉毛、燒傷等故障。實踐經(jīng)驗證明,活塞的壽命決定了柴油機的修理間隔。在大功率強化柴油機中,活塞的熱負荷往往限制了柴油機的強化潛力,對活塞進行精確的熱損傷分析是柴油機設計、強化過程中必不可少的一個環(huán)節(jié)。開展柴油機活塞熱損傷研究的工作過程中,準確評估其熱狀態(tài)是進行熱損傷設計的基礎,如何對活塞振蕩冷卻油腔換熱邊界條件精確確定,成為制約柴油機活塞熱狀態(tài)確定的關鍵問題和技術難點。采用仿真方法計算活塞熱負荷,由于缺少必要的試驗評價手段,擬利用活塞振蕩冷卻油腔試驗臺開展活塞振蕩油腔流-固-熱耦合邊界條件的驗證。本文首先通過搭建活塞振蕩冷卻油腔試驗臺,測量活塞相關部位的溫度值以及活塞振蕩油腔的有效流量；然后對活塞振蕩油腔進行噴油冷卻CFD計算,通過活塞振蕩油腔的有效流量對仿真模型進行準確性驗證,得到振蕩油腔換熱邊界條件；對活塞頂部進行熱風流動仿真計算,得到活塞頂部換熱邊界條件；最后通過經(jīng)驗公式對活塞裙部、活塞環(huán)等部位的換熱系數(shù)進行設定,求解活塞溫度場,通過仿真結(jié)果與實驗結(jié)果的對比,驗證活塞振蕩冷卻油腔換熱邊界條件的準確性,最終解決活塞熱狀態(tài)分析過程中的振蕩油腔換熱邊界條件設定難題。另外,本文不僅通過活塞振蕩冷卻油腔試驗臺解決了活塞振蕩油腔流-固-熱耦合分析過程中振蕩油腔換熱邊界條件設定難題,而且在搭建試驗臺方面同樣提出了幾個創(chuàng)新點。一是設計雙連桿熱電偶測溫機構(gòu),可以對高速運動的活塞進行溫度的測量,并且可以保證熱電偶長期有效的進行工作而引線不會折斷。二是在單缸柴油機的基礎上搭建活塞振蕩冷卻油腔試驗臺,簡單而有效地解決了傳統(tǒng)試驗臺的動平衡問題,并且更換了帶振蕩油腔的不同缸徑的活塞,在單缸機內(nèi)部有限的空間內(nèi)準確而方便的安裝了噴油嘴。
【關鍵詞】：活塞 振蕩油腔 換熱邊界條件 溫度場
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK423
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題背景與研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 活塞溫度場有限元計算12-13
• 1.2.2 活塞溫度測量方法13-15
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 活塞振蕩油腔傳熱試驗臺17-31
• 2.1 試驗臺的設計方案17
• 2.2 試驗臺主要試驗裝置17-27
• 2.2.1 驅(qū)動系統(tǒng)18-20
• 2.2.2 雙連桿測溫機構(gòu)20-21
• 2.2.3 泵站與噴油嘴21-23
• 2.2.4 活塞頂部加熱模塊23-26
• 2.2.5 活塞溫度測點的布置26-27
• 2.3 試驗過程與試驗結(jié)果27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第三章 活塞噴油冷卻CFD仿真計算31-45
• 3.1 不同參數(shù)對計算結(jié)果準確性的影響31-40
• 3.2 活塞噴油冷卻CFD計算與結(jié)果分析40-43
• 3.3 本章小結(jié)43-45
• 第四章 活塞溫度場有限元計算45-57
• 4.1 有限元網(wǎng)格45-47
• 4.2 換熱邊界條件47-52
• 4.3 活塞溫度場分析52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-57
• 第五章 結(jié)論與展望57-59
• 5.1 結(jié)論57
• 5.2 展望57-59
• 參考文獻59-63
• 致謝63-64
• 附件64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 吳義民;趙旭東;劉小斌;;重型車用柴油機活塞冷卻油腔研究[J];柴油機;2009年06期

2 聶建軍,杜發(fā)榮,袁峰,張海英,范小彬;柴油機活塞和連桿運動的有限元分析[J];拖拉機與農(nóng)用運輸車;2002年06期

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本文編號：837413