6K10型柴油機活塞熱負荷研究.pdf

1、隨著柴油機的不斷強化，柴油機熱負荷不斷升高，作為柴油機關鍵零部件的活塞，其熱負荷也不斷提高，活塞的熱負荷研究成為柴油機性能優(yōu)化研究中一個非常重要的研究方向。本文以6K10型柴油機活塞為研究對象，從工程應用的角度出發(fā)，圍繞柴油機活塞的熱負荷展開全面研究。建立活塞有限元模型、缸內三維燃燒計算模型與活塞內冷卻油道模型，利用缸內三維燃燒模擬計算得到燃氣側的換熱系數(shù)和溫度邊界條件，利用仿真計算方法得到冷卻油道內的熱邊界條件，應用有限元分析軟件對活

2、塞的溫度場和熱應力進行分析研究。進行了柴油機臺架試驗，利用硬度塞測溫法對柴油機活塞溫度場進行了實際的測試分析研究，為仿真研究提供了事實參考依據(jù)。結合試驗和仿真兩方面結果，對活塞熱負荷進行了比較全面的分析研究。本論文共分五章，包括以下內容：
　　 回顧了國內外柴油機發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，回顧了國內外柴油機及其關鍵零部件的傳熱與熱負荷研究發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，分析了柴油機的整體發(fā)展趨勢。介紹了國內外柴油機活塞熱負荷研究的發(fā)展現(xiàn)狀以及有限元分析法

3、及相關商業(yè)軟件在活塞熱負荷研究中的應用，提出了本課題研究的目的及主要研究內容。針對目前國內柴油機活塞熱負荷研究的現(xiàn)狀，應用有限元分析方法重點對活塞溫度場及熱應力進行仿真研究，并結合柴油機臺架試驗測量研究，進行對比分析，研究活塞熱負荷。
　　 介紹了柴油機活塞熱負荷試驗研究的幾種主要方法，大致分為常規(guī)測量方法和非常規(guī)測量方法兩類，并分別介紹了各種方法的相關理論原理。介紹了柴油機活塞熱負荷研究的仿真方法，包括有限元法、有限差分法及邊

4、界元法等，對本文主要應用的有限元法歷史發(fā)展、理論原理及求解方法作了比較詳細的介紹，并介紹了本文仿真分析中主要應用的商用軟件ANSYS軟件。
　　 分析了柴油機活塞熱負荷試驗測量研究的意義，對比各種活塞溫度測量方法，提出本文使用的硬度塞測溫法。介紹了本文試驗研究所使用的試驗臺架及相關的試驗設備儀表。擬定了詳細的試驗方案，包括試驗的前期準備、試驗方法及主要注意事項。試驗后，對活塞各測點處的溫度值進行采集，并進行數(shù)據(jù)的整理與分析，并根