柴油機(jī)活塞熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷耦合研究.pdf

1、活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零部件之一,活塞工作的可靠性、耐久性直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能。活塞工作環(huán)境惡劣,承受很高的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷,熱負(fù)荷主要是活塞頂面高溫燃?xì)庖鸬?高溫燃?xì)獠粌H使活塞頂部溫度比較高,同時(shí)會(huì)引起活塞的許多部位熱流密度比較大?；钊臋C(jī)械負(fù)荷主要是由于活塞在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要承受爆發(fā)壓力、往復(fù)慣性力、側(cè)向力、摩擦力等機(jī)械載荷。實(shí)際工作中活塞是在兩種負(fù)荷共同作用下工作的,因此使得活塞在工作中的應(yīng)力應(yīng)變分析變得復(fù)雜。
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2、采用有限元方法對(duì)某柴油機(jī)活塞的溫度進(jìn)行分析,得到活塞的溫度分布規(guī)律,并將活塞溫度分布結(jié)果代入到多體動(dòng)力學(xué)分析模型中來(lái)分析活塞的側(cè)推力,分析結(jié)果表明溫度是通過(guò)改變連桿軸線偏離氣缸軸線的角度來(lái)影響側(cè)推力的。在此基礎(chǔ)上,分析側(cè)推力對(duì)活塞的應(yīng)力分布所產(chǎn)生的影響,計(jì)算活塞在熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷和熱機(jī)負(fù)荷耦合作用下活塞的應(yīng)力和變形,結(jié)果表明側(cè)推力會(huì)導(dǎo)致活塞裙部、環(huán)槽、活塞銷座根部應(yīng)力增加,在活塞熱機(jī)耦合分析中,活塞變形主要是熱變形。同時(shí)研究結(jié)果為降低側(cè)

3、推力對(duì)活塞應(yīng)力的影響以及深入了解活塞應(yīng)力和變形受各種負(fù)荷影響情況提供了理論基礎(chǔ)。
　　 為了研究燃燒室頂面邊界條件對(duì)活塞的熱負(fù)荷的影響,運(yùn)用CFD數(shù)值分析方法對(duì)燃燒室頂面的燃燒情況進(jìn)行分析,并分析了不同曲軸轉(zhuǎn)角下燃燒室內(nèi)活塞附近的燃?xì)鉁囟确植?、速度分布、密度分?計(jì)算結(jié)果表明活塞頂部附近的傳熱系數(shù)、熱流密度與燃燒室內(nèi)活塞表面燃?xì)獾乃俣确植?、密度有關(guān),在壓縮行程活塞頂部的燃燒室喉口熱流密度最大,主要是由燃燒室內(nèi)部的流體速度分布引起