柴油機缸蓋熱負(fù)荷及冷卻水腔強化傳熱研究.pdf

1、為滿足現(xiàn)代社會對發(fā)動機節(jié)能減排日益嚴(yán)格的要求，發(fā)動機不斷向高增壓、高壓縮比的方向發(fā)展，然而幾乎所有的高功率密度發(fā)動機都面臨著熱負(fù)荷的問題，在氣缸蓋鼻梁區(qū)、噴油器孔等熱應(yīng)力較高位置極易發(fā)生疲勞損壞。因此，在現(xiàn)代發(fā)動機設(shè)計和優(yōu)化過程中，對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)傳熱狀態(tài)的精確預(yù)測和熱負(fù)荷的合理控制具有重要意義。本文以柴油機氣缸蓋為研究對象，建立了考慮冷卻液沸騰傳熱的多場耦合模型，開展了關(guān)于冷卻水腔流動與傳熱及缸蓋熱負(fù)荷的研究，在此基礎(chǔ)上對冷卻水腔的結(jié)

2、構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計。主要工作如下:
　　首先，考慮到發(fā)動機冷卻液流場、缸內(nèi)燃燒與進排氣、缸蓋固體溫度場等物理場之間的交互作用，并基于單相流沸騰換熱模型，建立了柴油機缸蓋的沸騰傳熱多場耦合模型。在此基礎(chǔ)上，以TBD-226B型柴油機為研究對象，應(yīng)用沸騰傳熱多場耦合模型對其進行了三維數(shù)值模擬計算，并在自行設(shè)計搭建的測溫系統(tǒng)試驗臺上，分別采用硬度塞和熱電偶進行缸蓋火力面和冷卻水腔壁面的溫度測量，通過數(shù)值模擬與試驗研究相結(jié)合的方法來驗證本文

3、所建立的計算模型的準(zhǔn)確性和適用性。
　　其次，以某高強度六缸柴油機為研究對象，建立了該型柴油機冷卻系統(tǒng)的CFD計算模型，通過Fluent軟件進行了冷卻系統(tǒng)流動與傳熱的數(shù)值模擬計算，并基于單相流沸騰傳熱模型計算分析了沸騰傳熱對冷卻液換熱效果的影響。隨后對該型柴油機的缸內(nèi)工作過程進行了瞬態(tài)模擬計算，建立了包括冷卻水腔流動系統(tǒng)、缸內(nèi)燃燒系統(tǒng)、缸蓋固體導(dǎo)熱系統(tǒng)的多場耦合仿真模型，開展了對缸蓋熱負(fù)荷的計算研究，并評價了沸騰換熱對缸蓋高熱負(fù)荷