内燃机活塞温度场分析_温剑武.pdfVIP

内燃机与配件 期 2012 年第2 4 内燃机活塞温度场分析 Temperature Field Analysis of Combustion Engine Piston 温剑武 董小瑞 王晓辉 王 强 （中北大学） 〔摘要〕建立了二分之一活塞模型，应用HyperMesh 软件对模型进行了网格划分，计算了活塞 的温度场，为活塞的结构改进和优化提供了理论依据。 〔关键词〕活塞HyperMesh 温度场 Key words: Piston HyperMesh Temperature field 1 概述 的曲线或尺寸非常小的曲线在划分有限元网格的 内燃机在工作过程中，活塞不仅承受着周期性 时候会在局部生成尺寸非常小的网格或照成网格 的机械负荷，还承受着高温的热负荷。 现代内燃机 尺寸变化剧烈， 影响网格质量。 为此可以利用Hy- 不断向强化、增压、高升功率等方向发展，而伴随着 perMesh 的曲线或边的抑制功能，将距离非常近的曲 内燃机转速和功率的增大，必然导致活塞热负荷的 线中的一条和尺寸非常小的曲线抑制掉。 被抑制的 增加。 活塞作为发动机的关键部件，能否解决热负 曲线或边在划分有限元网格的时候就不会再生成 [2] 荷问题是提高整机技术水平的关键，直接影响内燃 节点 。 机的工作可靠性和耐久性。 而确定活塞温度场分布 [1] 是解决所有计算活塞热负荷问题的基础工作 。 2 活塞模型的建立 本文所分析的活塞是一个组合式的活塞，通过 螺栓将活塞头和活塞体紧固在一起。 燃烧室为凹坑 形状，位于活塞顶部的中央。 本文所采用的活塞模型有如下几个特点： （1）本文所用活塞模型冷却方式为冷却腔和震 荡冷却的复合冷却方式。 图 活塞模型 1 （2 ）活塞的冷却油腔是重要的冷却通道，建模 一般来说，将有限元单元划分的越小，计算精 [3] 时需要认真分析，如实建模。 度就会越高，但是单元数量会受限于计算机资源 。 （3 ） 由于本身活塞的形状是很复杂的，在不影 所以网格的划分既要保证计算的精度，又不能耗费 响分析准确度的前提下，对活塞建模进行了一定程 过多的计算时间。 但是为了保证计算精度，需要在 度的简化，如倒角和