高强化活塞振荡冷却及温度场分析

发布时间：2024-06-02 08:59

　　随着发动机功率密度和强化程度的不断提高,活塞所受的热负荷也在不断地增大,而过高的热负荷会使活塞的可靠性和稳定性降低,严重时会引发一系列问题。因此,降低活塞的热负荷就显得十分重要,而振荡冷却作为最主要的活塞冷却方式被广泛应用于活塞冷却中,因此对活塞振荡冷却过程中的流动和换热特性研究对于活塞的冷却和设计是十分重要的。本文以某高强化柴油机活塞的椭圆形冷却油腔为研究对象,首先分析了该活塞在标定转速下冷却油腔内机油的流动和换热特性,然后对不同影响因素下振荡冷却过程中冷却油腔的换热效果进行了数值分析,最后将冷却油腔振荡冷却的分析结果应用于活塞温度场的分析中。本文的主要工作内容如下:(1)分别使用动网格模型和一种将动网格模型中固定的机油入口边界条件转化为随曲轴转角变化的边界条件的动边界模型对振荡冷却过程中冷却油腔内的机油流动和换热特性进行分析,并从计算精度和计算成本上验证动边界模型的可行性。(2)分别使用三种湍流模型对振荡冷却过程中冷却油腔内机油的流动和换热特性进行分析,并通过计算精度和计算成本的综合对比,选用6)-模型为本文计算所使用的湍流模型。(3)使用动边界法,分别对不同机油喷射速度和曲轴转速...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1活塞自由喷射冷却

中北大学学位论文3杆小头处或安装在机体处的固定喷嘴中喷出的方法，冷却效果往往不太理想，且消耗大量机油，同时过多的机油会使轴承的润滑效果变差[11]。因为自由喷射冷却法有一定的缺陷，目前的使用这种冷却方法来降低活塞温度。(a)从连杆小头喷出（b）从连杆大头喷出（c）从固定于机体上的....

图1.2活塞振荡冷却（3）强制振荡冷却

中北大学学位论文4图1.2活塞振荡冷却（3）强制振荡冷却图1.3为强制振荡冷却的示意图，该冷却方法的工作原理是在活塞顶部设计环形的冷却油腔，将机油由固定于机体上的机油喷嘴中喷出，经冷却油腔入口进入冷却油腔内部，并随着活塞的高速往复运动而产生剧烈振荡作用，来降低活塞温度。这种冷却方....

图1.3活塞强制振荡冷却

中北大学学位论文5图1.3活塞强制振荡冷却图1.4常见结构的冷却油腔图1.5特殊结构的冷却油腔1.3国内外活塞冷却研究现状为了改善活塞的冷却效果，需要对活塞冷却的原理作相关的研究，从而降低活塞温度，因此对活塞冷却的研究成果多体现于活塞的温度场上。近年来，对活塞冷却的常用研究方法通....

图1.4常见结构的冷却油腔

中北大学学位论文5图1.3活塞强制振荡冷却图1.4常见结构的冷却油腔图1.5特殊结构的冷却油腔1.3国内外活塞冷却研究现状为了改善活塞的冷却效果，需要对活塞冷却的原理作相关的研究，从而降低活塞温度，因此对活塞冷却的研究成果多体现于活塞的温度场上。近年来，对活塞冷却的常用研究方法通....

本文编号：3987117