纳米流体强化活塞组-气缸套传热的数值模拟研究

将活塞组-气缸套作为一个耦合体,利用数值模拟法研究了只在润滑油中与只在冷却水中加入纳米Cu颗粒两种情况下的强化传热效果,并与原机传热情况进行比较。研究结果表明:无论是以Cu-润滑油纳米流体还是以Cu-水纳米流体作为传热工质,都可以显著提高活塞组-气缸套的散热性能,且散热量随着纳米粒子浓度的增高而增大。对于活塞侧,Cu-润滑油纳米流体的改善效果强于Cu-水纳米流体,其中Cu体积分数为5%的Cu-润滑油纳米流体可使燃烧室中心点a、燃烧室喉口点b、顶面外边缘点c和第一环外侧上边缘点d的温度平均降低约28.4、21.7、22.8和27.7K;对于气缸套侧,Cu-水纳米流体强化换热效果更理想,Cu体积分数为5%的Cu-水纳米流体可使气缸套内侧上边缘点e的温度平均降低约10.4K。     

用耦合分析法研究内燃机活塞环-气缸套传热润滑摩擦问题

在以往对活塞环-气缸套润滑摩擦性能的研究中,大都忽略了活塞组-气缸套间的导热,或者将导热过程简化,这与该摩擦副的实际润滑摩擦状况相去甚远.把柴油机缸内燃气、活塞、活塞环、润滑油膜、气缸套、冷却介质作为一个耦合体,考虑各部件间及相应物理场间的耦合关系,采用耦合分析法建立了活塞环-气缸套的三维非稳态热混合润滑摩擦模型.该模型以三维瞬态热传导模型、动压润滑模型和润滑油膜传热模型为基础,并考虑了润滑油的黏温变化、燃烧室燃气泄漏、表面粗糙度、油膜破裂位置以及气缸套圆周方向上的非轴对称性等影响因素.采用上述模型,对6110型柴油机活塞环-气缸套摩擦副进行了传热、润滑、摩擦耦合分析,得到了活塞组-气缸套的温度场,并用试验证实了耦合模型的正确性;与此同时,得出了润滑油膜的温度、黏度、最小油膜厚度和摩擦热随曲轴转角和活塞环周向高度的分布曲线.     

用耦合分析法解决内燃机活塞传热问题

内燃机活塞处于复杂的受热状态：被缸内燃气的瞬时加热和冷却；活塞组与气缸套的动接触传热；冷却油腔及油束的对流换热等。确定上述各部分换热的边界条件成为活塞传热研究的重点和难点。本文采用耦合分析的方法将活塞及与其相互作用的各个部件作为一个整体进行研究，由此确定活塞各边界上的边界条件。并以110型柴油机活塞为实例，应用上述方法确定边界条件，对活塞进行三维有限元计算，计算结果同实验值良好吻合。     

发动机活塞组—缸套整体耦合系统瞬曙度场数值模拟

本文提出了一个发动机活塞组－缸套整体耦合系统的非稳态温度场数值分析模型。该模型可模拟发动机一个循环内活塞组、润滑油膜和缸套的温度场详细情况，并可预测活塞、曲套内表面、活塞环及润滑油膜的温度波动。本文对６１３５水冷柴油机，给出了实机计算结果。     

柴油机气缸活塞组检测与诊断方法

气缸套活塞组的密封性是决定发动机是否能够继续使用、是否需要解体检修的重要依据.本文讨论了两种气缸套活塞组的不解体检测与诊断方法:无负荷测功与油样分析组合检测、气缸压缩压力的检测与分析.对确定发动机是否需要解体、检修具有实用价值.     

内燃机缸内零件系统传热的计算机模拟进展

本文综合介绍了内燃机缸内零件系统传热计算机模拟的国际和国内现状，并介绍了作者目前正在进行的缸内耦合三维零件系统传热的研究情况。由于缸内零件传热的计算机模拟是未来内燃机虚拟设计的关键技术，因而有必要对缸内零件的分析历史和现状进行综合探讨。     

柴油机活塞敲击气缸套的分析

柴油机在工作时,活塞不断敲击气缸套。这种现象不仅使噪声增大,导致气缸套穴蚀,而且加速气缸套、活塞及活塞环的磨损。活塞敲击气缸套问题,一般书籍教材中只有定性描述,不易把握问题的实质。本文试图运用力学的基本理论,分析活塞横向运动过程,推导活塞横向运动速度公式。在此基础上,定量分析各种因素对活塞敲击气缸套的影响规律,以更清楚地认识活塞敲击气缸套现象。     

发动机活塞组－缸套整体耦合系统瞬态温度场数值模拟

本文提出了一个发动机活塞组－缸套整体耦合系统的非稳态温度场数值分析模型。该模型可模拟发动机一个循环内活塞组、润滑油膜和缸套的温度场详细情况，并可预测活塞顶、缸套内表面、活塞环及润滑油膜的温度波动。本文对６１３５水冷柴油机，给出了实机计算结果。     

接触热阻的方法在活塞组耦合模型有限元分析中的应用

在有限元分析中,与单件模型相比,耦合模型的分析结果更加精确。本文建立了活塞、活塞环、活塞销、缸套的耦合模型,采用接触对、设定接触热阻的方法对耦合模型进行了二维和三维瞬态温度场的分析。通过计算结果与测量值的对比,表明耦合模型的瞬态分析通过设定接触热阻的方法能够精确地反映活塞组的热负荷分布情况。     

内燃机活塞环-缸套擦伤的理论分析与试验模拟

基于模拟试验和理论分析研究了活塞环－缸套的擦伤问题,测量了在不同的内燃机转速、润滑油及环境温度下发生擦伤的载荷及表面本体温度。根据试验结果通过混合润滑分析确定了发生擦伤时的微凸体承载量,并以此为基础采用Ｂｌｏｋ公式计算了微凸体瞬现温升,首次定量确定出了活塞环－缸套发生擦伤时的表面接触温度,建立了活塞环－缸套发生擦伤时的临界膜厚比准则     

活塞环-缸套液固二相润滑研究

基于平均流量模型、微凸体接触模型及颗粒承载模型,引入微米尺度颗粒的粒径、质量浓度、硬度和摩擦副表面形貌参数等,提出了一种液固二相润滑下活塞环-缸套润滑模型。并以此为基础分析了颗粒的承载、摩擦力和二相流体的摩擦功耗。研究表明：由于颗粒的增黏和弹、塑性变形,液固二相润滑剂的承载能力比纯油有所提高;固体颗粒的作用在活塞行程的不同位置是动态变化的;随着颗粒直径、浓度的增加,颗粒分担的负荷和产生的摩擦力、以及二相流体的摩擦功消耗都有所增加;颗粒直径的增加,使颗粒在更广的行程范围承载和产生摩擦力。     

气缸套二维磨损对活塞环—气缸套摩擦副润滑特性的影响

进行了活塞环－气缸套的二维润滑分析。考虑到气缸套二维磨损的影响,联解了二维雷诺方程、膜厚方程和载荷平衡方程。计算结果表明,气缸套的磨损对活塞环－气缸套的润滑状态有重大影响。同时计算结果也显示,通常采用的一维润滑分析有其限性,对活塞－气缸套进行二维润滑分析是十分必要的。     

内燃机活塞环-缸套摩擦副摩擦学的研究进展

论述了内燃机活塞环-缸套摩擦副的摩擦学研究现状和进展,讨论并展望了内燃机活塞环-缸套摩擦研究中需要进一步解决的问题.     

车用发动机低散热活塞的传热

介绍了车用低散热活塞的研究工作及其结构设计方案，讨论了活塞的三维有限元分析和试验结果，活塞温度场，散热量的计算结果表明，低散热活塞可显著降低散热量，达到设计目的。     

缸套-活塞环配磨性评判方法的探索

利用SRV高温磨损试验机模拟了发动机缸套-活塞环在上止点的实际摩擦磨损状态并研究了多种缸套和活塞环材料在此状态下的配磨性.提出了同时以磨损率和试验中等量供油的时间间隔为主要判据的耐磨性综合评判方法,用该方法评价缸套-活塞环摩擦副的优劣比用传统方法更为合理和可靠.     

燃烧室部件耦合系统过渡工况传热全仿真模拟研究

内燃机的起动、停车、加载等运行工况发生急剧变化（过渡工况）过程中,其燃烧室部位外于强烈地被加热或被冷却状态。这种热冲击增加了部件的动态疲劳热应力,给内燃机的可靠性带来严重恶果,是导致燃烧室部位破裂的主要原因之一。燃烧室部件的传热研究是热负荷计算和评定的基础,对内燃机的可靠性设计具有重要意义。作对燃烧室部件活塞组气缸套耦合系统在过渡工况下的耦合传热关系进行了较深入的研究,建立了描述这一传热过程的数学模型;并利用该模型,模拟了125风冷柴油机在各种过渡工况下的传热情况。