柴油机活塞的热状态分析

对柴油机活塞的热状态进行了分析,给出了活塞温度场的计算方法。以某柴油机改型前后活塞顶结构变化为例,研究了顶部不同燃烧室型式对活塞温度场的影响,为活塞的结构改进与优化提供了有效依据。     

柴油机活塞温度场试验研究及有限元热分析

对改进的ZH1105W型柴油机缩口四角ω燃烧系统,利用热电偶法实测了标定工况下活塞顶面、侧面和内腔共16个特征点的温度。用Pro/E建立活塞几何模型,选取热结构耦合单元,并对模型网格进行了优化,结合试验值对活塞进行热分析计算,得到活塞三维温度场、热应力场和变形。计算结果表明,在标定工况下,活塞最高温度出现在燃烧室喉部达到310.7℃,最大von Mises热应力出现在排气一侧的回油孔顶部,为68.4 MPa,最大热变形量出现在活塞顶面边缘排气口侧,达到0.328 mm,这为活塞的结构改进和优化提供了依据。     

直接耦合法模拟计算活塞温度场

内燃机活塞处在复杂的受热状态,确定各部分换热边界条件成为活塞温度场研究的难点和重点.直接流热耦合法将活塞及与其相互作用同体和流体部分作为一个整体进行研究,将难以确定的外部边界条件转化为内边界,通过能量守恒的方法在固-液交界面上自动完成热量交换.使用CFD软件STAR-CD利用建立的活塞组、机体和冷却水套组成耦合模型,采用直接流热耦合方法计算了某汽油机活塞温度场,计算结果和实验值吻合得较好.     

船用大功率柴油机组合式活塞热结构耦合分析及温度场预测

通过建立柴油机组合式活塞的3D有限元模型,以文献中相似机型的实测缸套温度为温度边界条件,根据相应经验公式取得各换热区的对流换热系数,对新设计的组合式活塞进行了温度场预测;基于温度场计算结果及活塞所受结构应力,对该活塞进行了热-结构耦合强度及疲劳寿命分析。分析结果表明：该活塞设计较合理,整体安全系数均大于1.5。     

基于ABAQUS软件的CB250汽油机活塞热分析

活塞作为内燃机的主要受热零部件之一,由于受热面积大,散热条件差,承受非常大的热负荷。在进行设计改进时,需考虑其热负荷问题,应对其进行热场预测及数值分析,研究其热应力和热变形。笔者运用有限元分析软件Hypermesh和Abaqus,仿真分析得到活塞三维温度场,并计算其热变形,为活塞的结构改进和优化提供了重要依据。     

球墨铸铁活塞在燃气发动机中的应用

以缸径为200 mm的某型号天然气发动机活塞为研究对象,采用高硅铝和球墨铸铁600两种材料,使用有限元法对此活塞的温度场进行了仿真分析。比较了在相同热边界条件下两种活塞头的温度分布,以及在各自温度场下的热应力和热变形,并计算了在15 MPa活塞顶面压力下的热机耦合应力及热机耦合变形。计算结果表明,采用铸铁活塞能承受更高的爆压,还能改善发动机的HC排放。     

高速柴油机活塞温度试验与热力耦合仿真

为改善现代高速、高强化柴油机活塞热负荷高的难题,以算例柴油机实测活塞温度为依据,利用温度拟合法模拟计算得出的温度场与实测结果吻合良好。以活塞、活塞销、连杆和气缸套作为耦合系统,在考虑各组件接触关系的基础上,将计算得出的活塞温度场作为温度载荷与标定工况下的燃烧压力、惯性力等机械载荷进行热力耦合计算,求得活塞在热力耦合作用下位移场分布情况。根据计算结果,对活塞结构做适当改进并进行模拟计算。研究结果表明:改进后活塞最高温度降低26℃,验证了结构改进的合理性,有效降低了高速柴油机活塞的热负荷。     

发动机活塞热分析

活塞作为发动机最主要的受热零件之一,长期工作在恶劣的环境下,承受很高的热负荷,容易形成热疲劳损坏。如果得到其温度场,便可有目的地进行设计,减小热负荷。笔者通过有限元软件Hyper Mesh和ANSYS,结合试验测得值对活塞进行温度场分析计算,得到三维温度场,为活塞的结构改进和优化提供了重要依据。     

12V400型柴油机整体球墨铸铁活塞的研究

整体球墨铸铁活塞是一种新型活塞。为了设计合理及缩短试制时间,我们用有限单元法对活塞的温度场、热流量分配及应力场进行了计算。本文介绍的计算方法是三角形剖分和二次插值,其精度较三角形线性插值为高,热边界条件可以输入第一类边界条件或第三类边界条件,也可以输入第一类及第三类的混合边界条件。可以节省计算时间,也减少了数据的准备及处理的工作量。本文还介绍了计算活塞时热边界条件的处理;及活塞振荡冷却腔冷却条件、活塞内腔冷却条件、冷却油温度、活塞材料导热系数和活塞顶部厚度等因素变化时,活塞温度场或应力场变化规律的探索。为设计、生产和运转提供了一定的资料。在12V400型柴油机的研究工作中,我们设计了一种整体球墨铸铁活塞。为了尽可能达到等强度、结构尺寸合理和重量轻等要求,采用高精度元有限单元法对活塞顶部的温度场及应力场进行了计算。计算中变换了各种热边界条件和一些结构参数,使计算结果比较符合实际情况;同时摸索热边界条件变化时对活塞温度场的影响,以便为优化设计探求规律及减少今后的试验工作量。由于对燃气侧的热边界条件所做的工作比较少,因此本文侧重点是活塞冷却侧热边界条件变化时对温度场影响的研究。     

柴油机活塞二阶运动仿真分析

对柴油机活塞二阶运动进行计算分析,要考虑到活塞、缸套的热变形和安装工况下的变形等多方面的因素。计算了活塞和缸套的温度场及热变形,然后对活塞的二阶运动进行了分析,并对结构进行了评价,为活塞进一步的优化提供了参考。     

汽油机活塞热力耦合强度分析

采用活塞、活塞销和连杆组合的三维模型对活塞三维温度场进行分析。并以此为基础,对活塞进行机械负荷和热负荷耦合分析,计算了活塞耦合应力场。全面了解活塞热负荷和机械负荷下的活塞强度,并与单纯机械负荷下的活塞进行对比,分析温度对活塞应力分布的影响,为活塞改进设计提供参考。     

基于协同仿真环境的活塞三维耦合场分析与结构改进设计

基于ANSYS Workbench11.0协同仿真环境,运用第3类热边界条件与间接耦合分析方法,完成了某大功率150型柴油机活塞的热机耦合分析。分析发现,活塞销孔处综合应力偏高,在此基础上改进了活塞销孔结构,并采用DOE（Design of Experiments）优化设计方法对改进结构进行了尺寸优化设计,优化后活塞销孔部位应力降低22.6%。     

基于热障涂层的柴油机活塞热分析研究

以某非道路高压共轨柴油机作为研究对象,结合标定工况下活塞温度场试验测试结果,建立了不同厚度的热障涂层活塞有限元仿真分析模型,分析了热障涂层对活塞基体温度场、热应力及热变形分布特点和变化规律的影响.结果表明,热障涂层活塞的最高温度较铝合金活塞最大降幅14.83％;热障涂层活塞的热应力随瓷层厚度的增加而降低,较铝合金活塞有...     

50MW供热机组在线运行优化管理系统

结合供热机组运行的特点,采用热平衡法、循环函数法和等效焓降法,并辅以神经网络和模糊诊断等现代方法进行能损分析,首次将热工过程动态建模理论应用于供热机组的运行优化管理系统。介绍了某热电厂的运行优化管理系统的具体结构和功能实现,为供热机组的运行管理、节能降耗及提高经济效益提供了有力的指导依据。     

30/38柴油机活塞热力耦合有限元分析研究

采用有限元软件ANSYS,分析了30/38柴油机活塞的温度场、热应力及热变形;并通过热-机耦合的方法,分析了该机活塞的耦合应力场。研究结果表明:活塞顶部应力以热应力为主,温度对活塞的应力和变形起主导作用。在此基础上提出了有关活塞的研制建议。     

高充量密度重型柴油机燃烧室形状优化数值模拟研究

为解决采用较高充量密度后出现的燃烧室与喷雾匹配不合理的问题,基于一台采用阶梯(stepped-lip)型燃烧室的重型柴油机,利用计算流体动力学软件CONVERGR建立了仿真模型并进行了标定验证,在中低转速全负荷工况、高充量密度条件下,通过三维数值模拟研究了燃烧室的唇口直径、唇口深度、底部凹弧半径的变化对缸内燃烧过程和传...     

基于AVL-P&R的某活塞环组仿真计算及优化过程研究

运用AVL Excite PR软件建立了发动机活塞环组/缸套仿真模型,通过改变环的主要结构尺寸参数和工作表面型线类型,对活塞环的磨损、窜气和机油耗等性能进行了对比分析。得到了影响活塞环工作性能的主要因素及影响规律,并提出了活塞环的优化方案。