柴油機缸套-活塞瞬態(tài)傳熱仿真分析.pdf

1、在現(xiàn)代社會中，柴油機在大型客車、重型汽車、船舶、工程機械、發(fā)電機組等方面得到了廣泛的應(yīng)用，這是因為柴油機具有一些諸如熱效率高和經(jīng)濟性能好、扭矩大等優(yōu)點。但是笨重、噪聲大，令許多人對柴油機的印象不好，對于柴油機在經(jīng)濟、動力、排放等方面性能指標的要求的不斷提高，在對其構(gòu)造上的設(shè)計優(yōu)化、改進的標準也會越來越高。所以提高柴油機的可靠性就顯得尤為重要，可以通過優(yōu)化柴油機燃燒室內(nèi)部的工作環(huán)境和惡劣條件，使柴油機更安全高效地運作。柴油機的熱平衡分析和

2、熱可靠性分析的基礎(chǔ)主要是研究柴油機主要受熱零部件的傳熱過程。
　　本文在分析柴油機燃燒室內(nèi)的傳熱狀態(tài)的基礎(chǔ)上，對柴油機主要受熱零部件缸套-活塞進行傳熱仿真，其中以活塞-缸套之間相互耦合的子系統(tǒng)作為傳熱模型。在耦合系統(tǒng)中，對各個零部件之間接觸的邊界條件作相對應(yīng)的處理，使原來單個零件的外邊界條件轉(zhuǎn)化為內(nèi)邊界條件，由有限元分析軟件直接對其內(nèi)部計算。建立系統(tǒng)瞬態(tài)傳熱動接觸模型，對算例在標定工況下一個工作循環(huán)內(nèi)的柴油機周期性瞬態(tài)傳熱進行數(shù)值

3、仿真，并與穩(wěn)態(tài)傳熱進行對比分析。
　　本文研究的主要內(nèi)容包括:
　　(1)在對柴油機缸套-活塞的傳熱規(guī)律進行分析的基礎(chǔ)上，建立算例機型的活塞-缸套傳熱模型。以4100QBZ型柴油機作為算例，在額定工況下對其穩(wěn)態(tài)傳熱進行仿真計算，為后文中的活塞-缸套瞬態(tài)分析奠定基礎(chǔ)。
　　(2)針對柴油機周期性傳熱過程中缸套內(nèi)壁的邊界條件施加困難的難點，對單個缸套的周期性瞬態(tài)進行傳熱仿真，解決其中邊界條件確定和邊界條件施加的困難，為活塞

4、-缸套的周期性傳熱仿真提供更優(yōu)化更省時的方法。
　　(3)在對柴油機中活塞-缸套的相對運動規(guī)律和周期性傳熱特點研究分析的基礎(chǔ)上，建立以活塞-缸套為主的動接觸傳熱模型。計算模擬算例機型在標定工況下的活塞-缸套的周期性瞬態(tài)傳熱，得到在標定工況時周期性瞬態(tài)傳熱條件下的活塞-缸套表層溫度的分布規(guī)律，并據(jù)此對活塞-缸套的傳熱與柴油機往復(fù)循環(huán)工作之間的關(guān)系作了分析。
　　綜上所述，本文對柴油機活塞-缸套的有限元分析，得到算例機型活塞-缸