活塞熱負(fù)荷模擬試驗機方案設(shè)計及冷卻系統(tǒng)優(yōu)化.pdf

1、隨著內(nèi)燃機不斷向高強化方向發(fā)展，其整機及主要受熱零部件的可靠性受到了嚴(yán)峻的考驗，特別是長期工作在高溫高壓環(huán)境下及承受交變機械載荷作用的活塞，熱疲勞損傷的概率很大。要解決活塞的熱疲勞損傷問題，就必須系統(tǒng)的研究熱損傷機理，利用計算機仿真分析法可以較為形象地模擬活塞的溫度分布，但是其精確性依賴于邊界條件，仿真結(jié)果需要試驗驗證，因此需要設(shè)計一臺能夠模擬活塞熱負(fù)荷的試驗機。其不僅可以為計算機仿真分析提供邊界條件，還能對仿真結(jié)果進(jìn)行試驗驗證。

2、>　　本文首先對試驗機進(jìn)行總體方案設(shè)計。在研究國內(nèi)外現(xiàn)有熱疲勞試驗臺的基礎(chǔ)上，結(jié)合本課題的實際情況和現(xiàn)有條件，設(shè)計了兩種總體方案。通過分析兩種方案的優(yōu)缺點，最終確定使用第二種方案。其次對試驗機的加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、溫度檢測系統(tǒng)和安全報警系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計。主要內(nèi)容有：在對活塞加熱方式對比分析后，綜合考慮決定采用火焰直接加熱活塞；在對冷卻系統(tǒng)的工作原理分析后，對換熱設(shè)備的使用條件和優(yōu)缺點進(jìn)行分析，選擇板式換熱器作為換熱設(shè)備；根據(jù)測溫元件的使用

3、環(huán)境和測量精度，選擇K型熱電偶作為該試驗機的測溫元件；為了保證人身財產(chǎn)安全，設(shè)計了六種安全報警提示。然后采用傳統(tǒng)理論估算方法對試驗機冷卻系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計計算。通過設(shè)計計算得到了冷卻系統(tǒng)中主要元件如換熱器、泵、管子的選型參數(shù)。最后在軟件AMEsim和Matlab中建立了試驗機冷卻系統(tǒng)熱液壓仿真模型。通過仿真計算得到，冷卻系統(tǒng)可以適用于不同功率的活塞，但是系統(tǒng)穩(wěn)定時間較長，活塞冷卻水和機油進(jìn)口溫度穩(wěn)定時間不一致。針對這一問題，分析了總水管壓力、