柴油機活塞頂蓋過載燒蝕成因研究.pdf

1、為取得更大的經(jīng)濟效益,大型柴油機經(jīng)常會在過載的條件下工作,這往往會加速活塞頂蓋失效,其中項蓋燒蝕是失效的主要形式之一。找出頂蓋燒蝕原因并采取適當(dāng)措施對延長頂蓋使用壽命、提高柴油機生產(chǎn)效率以及降低能源消耗具有深遠(yuǎn)意義。本文對柴油機活塞頂蓋失效表面進(jìn)行了微觀測試分析;闡述了活塞頂蓋失效的主要部位、燒蝕形貌及其失效影響因素:采用GAMBIT軟件建立了6240ZC型柴油機三維燃燒室模型,并對其進(jìn)行網(wǎng)格劃分;利用Fluent軟件對其噴油燃燒過程進(jìn)

2、行數(shù)值模擬,根據(jù)所得到的壓力場、溫度場以及速度場分布來分析活塞項蓋燒蝕原因;最后,計算不同噴油量情況下燃燒室內(nèi)各場分布,分析不同過載量對活塞頂蓋燒蝕的影響。
　　 本研究得到的結(jié)論有:
　　 1、燃油霧化不良使其與空氣不能完全接觸,燃燒不充分,使頂蓋表面產(chǎn)生積碳,霧化或未經(jīng)完全霧化的油束對燃燒室表面存在沖蝕作用,所產(chǎn)生的凹坑和麻點增大了接觸面積,從而加速表面燒蝕;
　　 2、模擬計算時,使用自適應(yīng)性較強的非結(jié)構(gòu)化

3、網(wǎng)格是解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)燃燒室模擬計算的有效方法;
　　 3、燃油一次噴射燃燒及二次噴射燃燒使缸內(nèi)溫度、壓力迅速升高,缸內(nèi)平均壓力可升高至7.2MPa,頂蓋表面溫度分布不均,高溫區(qū)域主要集中在氣閥附近的凹肩處,其瞬時高溫值可達(dá)3600K,且存在垂直于頂蓋表面的高速粒子沖擊,粒子速度瞬時可達(dá)500m/s以上,使頂蓋表面在噴油燃燒階段最易燒蝕,模擬計算所得的局部高溫區(qū)域與實際燒蝕部位較好吻合;
　　 4、噴油量越大,油液霧化質(zhì)量越