活塞结构参数对柴油机活塞传热与温度场的影响分析 - 农业工程学报.pdf

第 33 卷 第 10 期 农 业 工 程 学 报 Vol.33 No.10 102 2017 年 5 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering May 2017 活塞结构参数对柴油机活塞传热与温度场的影响分析 1 1※ 1,2 2 1 邓晰文 ，雷基林 ，文 均 ，温志高 ，申立中 （1. 昆明理工大学云南省内燃机重点实验室，昆明 650500 ；2. 成都银河动力有限公司，成都 610505 ） 摘 要：为了降低活塞热负荷，降低活塞热疲劳失效概率，以一款高压共轨柴油机活塞作为研究对象，结合活塞温度试 验测试，建立了活塞传热仿真分析模型，采用单因素扫值法和正交试验分析了活塞销座长度、活塞销孔直径、第一环岸 厚度以及回油孔距离 4 个结构参数对活塞温度场分布的影响。研究发现，活塞结构对活塞传热与温度场分布有一定的影 响，第一环岸厚度对活塞传热与温度场的影响最大。活塞的最高温度随着第一环岸厚度增加而升高，最多升高 13.8 ℃。 第一环槽的温度随着第一环岸厚度增加而降低，最多降低 16 ℃。销座和回油孔结构对活塞温度场影响较小。最优方案是 销座长度 72.5 mm、销孔直径35 mm、火力岸厚度 8 mm、回油孔相距53 mm 的活塞，可以使活塞最高温度降低至374.3 ℃。 为优化活塞传热提供参考。 关键词：柴油机；活塞；结构优化；参数；传热；温度场 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.10.013 中图分类号：TK422 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2017)-10-0102-07 邓晰文，雷基林，文 均，温志高，申立中. 活塞结构参数对活塞传热与温度场的影响分析[J]. 农业工程学报，2017， 33(10)：102－108. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.10.013 Deng Xiwen, Lei Jilin, Wen Jun, Wen Zhigao, Shen Lizhong. Influences of piston structural parameters on heat transfer and temperature field of diesel engine piston[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(10): 102 －108. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.10.013 冷油道机油振荡流动强化传热方式[12-15] 和表面涂层技 0 引 言  术[16-17]等方式来减小活塞热负荷和降低活塞温度[18] 。为 近年来，为了满足越来越严格的汽车节能减排法规 了满足活塞头部可靠性，保证环槽等活塞各个部位的温 的要求，多气门技术、可变截面涡轮增压技术、废气再 度合理，这些约束条件使得在高强化柴油机上优化内冷 循环技术、电控高压燃油喷射技术以及尾气后处理技术 油道结构的裕度很小[19-20] 。表面涂层技术是大幅降低活 等在柴油