活塞熱負(fù)荷模擬試驗(yàn)機(jī)方案設(shè)計(jì)及冷卻系統(tǒng)優(yōu)化.pdf

1、隨著內(nèi)燃機(jī)不斷向高強(qiáng)化方向發(fā)展，其整機(jī)及主要受熱零部件的可靠性受到了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，特別是長(zhǎng)期工作在高溫高壓環(huán)境下及承受交變機(jī)械載荷作用的活塞，熱疲勞損傷的概率很大。要解決活塞的熱疲勞損傷問(wèn)題，就必須系統(tǒng)的研究熱損傷機(jī)理，利用計(jì)算機(jī)仿真分析法可以較為形象地模擬活塞的溫度分布，但是其精確性依賴(lài)于邊界條件，仿真結(jié)果需要試驗(yàn)驗(yàn)證，因此需要設(shè)計(jì)一臺(tái)能夠模擬活塞熱負(fù)荷的試驗(yàn)機(jī)。其不僅可以為計(jì)算機(jī)仿真分析提供邊界條件，還能對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

2、>　　本文首先對(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)。在研究國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有熱疲勞試驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)上，結(jié)合本課題的實(shí)際情況和現(xiàn)有條件，設(shè)計(jì)了兩種總體方案。通過(guò)分析兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定使用第二種方案。其次對(duì)試驗(yàn)機(jī)的加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、溫度檢測(cè)系統(tǒng)和安全報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容有：在對(duì)活塞加熱方式對(duì)比分析后，綜合考慮決定采用火焰直接加熱活塞；在對(duì)冷卻系統(tǒng)的工作原理分析后，對(duì)換熱設(shè)備的使用條件和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，選擇板式換熱器作為換熱設(shè)備；根據(jù)測(cè)溫元件的使用

3、環(huán)境和測(cè)量精度，選擇K型熱電偶作為該試驗(yàn)機(jī)的測(cè)溫元件；為了保證人身財(cái)產(chǎn)安全，設(shè)計(jì)了六種安全報(bào)警提示。然后采用傳統(tǒng)理論估算方法對(duì)試驗(yàn)機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算得到了冷卻系統(tǒng)中主要元件如換熱器、泵、管子的選型參數(shù)。最后在軟件AMEsim和Matlab中建立了試驗(yàn)機(jī)冷卻系統(tǒng)熱液壓仿真模型。通過(guò)仿真計(jì)算得到，冷卻系統(tǒng)可以適用于不同功率的活塞，但是系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)，活塞冷卻水和機(jī)油進(jìn)口溫度穩(wěn)定時(shí)間不一致。針對(duì)這一問(wèn)題，分析了總水管壓力、