CNG-柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷的實(shí)驗(yàn)研究及其數(shù)值仿真.pdf

1、隨著內(nèi)燃機(jī)不斷向高速和強(qiáng)化方向發(fā)展，內(nèi)燃機(jī)的傳熱和熱負(fù)荷問題也就顯得越來(lái)越突出，如何有效地解決內(nèi)燃機(jī)的熱負(fù)荷問題，提高內(nèi)燃機(jī)受熱零部件的可靠性及其使用壽命就變得日益重要和緊迫。由于熱負(fù)荷的影響，內(nèi)燃機(jī)受熱零部件的非正常磨損，材料的腐蝕、燒蝕和熱疲勞破壞等故障屢見不鮮，直接或間接地影響著內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。因此，在內(nèi)燃機(jī)工程的研究中，傳熱和熱負(fù)荷的研究是一個(gè)非常重要的研究方向。同時(shí)由于燃油的緊缺和對(duì)內(nèi)燃機(jī)排放要求的不斷提高，

2、開發(fā)天然氣等代用燃料內(nèi)燃機(jī)越來(lái)越受到人們的重視。 本文首先回顧了內(nèi)燃機(jī)工程中傳熱與熱負(fù)荷研究的發(fā)展和現(xiàn)狀，進(jìn)而對(duì)內(nèi)燃機(jī)的熱狀態(tài)、熱負(fù)荷和熱負(fù)荷故障進(jìn)行了定義和說明。接著闡述了求解內(nèi)燃機(jī)受熱零部件熱負(fù)荷的基本原理和方法，介紹了熱傳導(dǎo)的偏微分方程、熱彈性理論的基本方程和邊界條件確定的原則以及用有限元法進(jìn)行的數(shù)值求解。 本文采用硬度塞法來(lái)測(cè)量柴油/CNG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)受熱零部件的溫度。通過對(duì)受熱零部件的溫度測(cè)量，可考察溫度是否在

3、所使用材料性能的容許范圍內(nèi)；并可估算出熱流規(guī)律和熱損失的分配。本文采用ANSYS軟件作為數(shù)值仿真的工具，對(duì)4112柴油/CNG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)活塞進(jìn)行了溫度場(chǎng)、熱變形及熱應(yīng)力的數(shù)值仿真。 通過對(duì)4112柴油/CNG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷試驗(yàn)研究和數(shù)值仿真，得到了在不同的供油提前角和不同的CNG替代率下，4112柴油/CNG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷狀況，并對(duì)其熱負(fù)荷狀況進(jìn)行了分析比較和評(píng)估。這將為其熱負(fù)荷的改善指出途徑或找到解決的方法，同時(shí)