基于熱負(fù)荷及機(jī)械負(fù)荷柴油機(jī)活塞的結(jié)構(gòu)分析與仿真.pdf

1、　　活塞是內(nèi)燃機(jī)的主要零部件之一，它的工作穩(wěn)定性將直接影響到內(nèi)燃機(jī)的可靠性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性及排放等一系列重要的性能指標(biāo)。活塞在工作時(shí)既要承受高溫、高壓燃?xì)獾闹芷谧饔茫忠惺芨咚偻鶑?fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力、側(cè)向壓力、摩擦力等多重負(fù)荷的交替作用，必然會導(dǎo)致活塞在工作中的熱損傷和機(jī)械損傷。特別是活塞頂部乃至整個(gè)活塞在高溫燃?xì)庾饔孟聹囟群芨?，且溫度沿活塞徑向和軸向分布不均勻，必然導(dǎo)致活塞產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力和熱變形。當(dāng)熱負(fù)荷與機(jī)械負(fù)荷耦合后，嚴(yán)重時(shí)可能

2、會導(dǎo)致活塞頂部、銷座處出現(xiàn)裂紋、活塞環(huán)膠結(jié)甚至“拉缸”等各種問題。所以，對活塞溫度場進(jìn)行測量與分析，對溫度場、應(yīng)力場以及熱、機(jī)械負(fù)荷共同作用下的耦合應(yīng)力場進(jìn)行有限元分析，了解活塞工作時(shí)的溫度場分布規(guī)律及耦合應(yīng)力場分布規(guī)律，對改進(jìn)活塞結(jié)構(gòu)，提高其工作可靠性、耐久性等是十分必要的。
　　本文采用硬度塞測溫法在不同工況下對6125型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的活塞表面關(guān)鍵點(diǎn)的溫度進(jìn)行了測量，獲得了不同工況下，不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的活塞表面關(guān)鍵點(diǎn)的

3、溫度值，分析了活塞的工作溫度與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速變化之間的關(guān)系。選取適宜的經(jīng)驗(yàn)公式估算得到活塞表面的換熱系數(shù)，采用有限元法對活塞溫度場進(jìn)行試算，將得到的關(guān)鍵點(diǎn)溫度值與實(shí)測值進(jìn)行比較和修正，較為精確的確定了6125型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定工況下的熱邊界條件。采用有限元軟件MSC.Marc對6125型柴油機(jī)不同結(jié)構(gòu)活塞在標(biāo)定工況下的溫度場、機(jī)械應(yīng)力場和變形、熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷共同作用下耦合應(yīng)力場和變形的有限元計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析比較，得出活塞的溫度場