农用柴油发动机机体热负荷研究-论文.pdf

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1、第35卷第3期中国农机化学报Vo1．35No．32014年5月JournalofChineseAgriculturalMechanizationMav．2014DOI：10．137330．jcam．issn．2095-5553．2014．03．040农用柴油发动机机体热负荷研究木李伟(河南机电高等专科学校机电工程系，河南新乡，453003)摘要：随着现代柴油机技术的快速发展，其强化要求指标不断提高。本文基于Pr软件平台，利用ANSYS软件，应用热流固耦合的方法，对农用柴油机机体的热负荷进行了较为系统的研究。通过在6110—125ZIA2六缸增压柴油机上进行的性能测试，实验取

2、得较好的效果，为柴油机机体、缸套、缸盖等受热零部件的热负荷研究及改进提供了借鉴。关键词：农用柴油发动机；机体；热负荷分析；性能测试；温度场中图分类号：TK423：TP274文献标识码：A文章编号：2095—5553(20l4103—0164—03李伟．农用柴油发动机机体热负荷研究[J]．中国农机化学报，2014，35(3)：164～166LiWei．ResearchtotheagriculturaldieselengineorganismsheatloadIJ】．JournalofChineseAgriculturalMechanization，2014，35f3)：164

3、—166套。机体是铸造箱体结构。用Pr0／E建立实体模型，有0引言限元网格划分采用FLUID142单元，机体为HT200铸铁，柴油机工作时燃烧室内温度较高，机体、缸套及缸套为硼铸铁，导热系数分别48W／(m·K1~52W／缸盖等受热零部件可能会在工作时出现裂纹本文应(m·K)。机体、缸套及水套组合有限元模型如图1所示。用热流固耦合的方法．对6l10—125Z1A2柴油机机体的热负荷进行了研究．利用有限元分析软件对机体、水套的流场、温度场进行分析并进行结构改进⋯。1机体一水套耦合热分析系统设计1．1流固耦合传热分析方法柴油机工作时，缸套内表面与燃气热交换．机体外表面与空气对流

4、热交换．机体与水套内冷却水对流热交换利用ANSYS的FLOTRAN模块．采用整体式图1有限兀模型流固耦合的方法．在流体区域通过流场计算．得到边Fig．1Finiteelementmodel界层外流场参数．根据边界层方程．求得固体壁面上2．2缸套内壁面边界条件的确定的换热系数及温度分布燃气向燃烧室壁面的传热以对流换热为主缸套1．2系统设计内壁面采用能量边界条件．得：基于Pro／E、ANSYS建立机体及缸套模型。利用：一(FLUID142单元建立有限元模型．应用热流固耦合方法得到水套流场分布及水套、机体温度场分布，改进式中：——燃气在一个循环内的综合平均温度，K；机体水套结构燃

5、气与壁面问一个循环内的平均换热系数．W／m·K：2有限元模型建立及边界条件确定——瞬时换热系数．W／m2．K：2．1有限元模型的建立卜气缸内燃气的瞬时温度．K：6l10柴油机是水冷四冲程发动机．采用于式缸((Y，、睬积的平均值。收稿日期：2013年6月19日修回日期：2013年7Yl22Et基金项目：河南重点科技攻关计划项目(122102210256)作者简介：李伟，男，1981年生，河南新乡人，讲师，硕士研究生；研究方向为机电工程。E—mail：liwei19811106@163．COrn一中国农机化学报2014莅工程师，2001，(9)：38～39．4结束语SunWen

6、li．Theestablishmentofmathematicalmodelof本文基于Pro／E平台．利用ANSYS对机体水套diecastingdiestemperaturefieldanddeterminationof的流场、温度场进行分析，进行了结构改进，对boundaryconditions【J]．MechanicalEngineer，2001，(9)：柴油机机体的热负荷进行了较为系统的研究在38～39．6110柴油机上进行性能测试．取得较好效果，为f3]彭云晖．三旋流器燃烧室出口温度分布的初步试验研究[J]．航柴油机受热零部件的热负荷研究及改进提供了一空动力学报

7、，2007，(4)：554—558．定借鉴PengYunhui．Apreliminaryexperimentalstudyofpatternfac—torforatripleswirlercombustor[J】．JournalofAerospace参考文献Power，2007，(4)：554~558．[1】钱作勤．柴油机机体温度的实验测量与三维数值仿真[J]．武[4】LefebvreAH．Gasturbinecombustion-secondedition【M】．US—汉理工大学学报，20o5，(3)：7073．