冷却油腔位置改变对活塞温度场的影响 被引量：20

1

作者 原彦鹏 王月 +2 位作者 张卫正 刘畅 赵维茂 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期585-588,共4页

研究活塞冷却油腔位置改变对活塞温度场的影响.采用Pro/E软件建立德国1015型柴油机活塞的有限元模型(FEM).在性能计算的基础上确定了活塞顶等部位的热边界条件.利用ANSYS软件研究活塞振荡冷却油腔位置改变后,活塞各关键部位温度的变化... 研究活塞冷却油腔位置改变对活塞温度场的影响.采用Pro/E软件建立德国1015型柴油机活塞的有限元模型(FEM).在性能计算的基础上确定了活塞顶等部位的热边界条件.利用ANSYS软件研究活塞振荡冷却油腔位置改变后,活塞各关键部位温度的变化规律及其对冷却油腔位置的敏感程度.结果表明,冷却油腔位置对活塞各部位温度的影响规律有较大的差别.冷却油腔位置改变对活塞第一环槽影响最大,不仅温度的变化速度有极值点,而且通过移动冷却油腔可以使第一环槽的温度降低约30℃. 展开更多

关键词 活塞 冷却油腔 有限元法 温度分析

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金刚石纳米流体强化活塞冷却油腔传热的数值模拟 被引量：9

2

作者 王鹏 吕继组 +2 位作者 白敏丽 王玉艳 张亮 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期360-366,共7页

在传统机油中添加金刚石纳米颗粒,并将其用于活塞冷却油腔散热.在传统VOF方法的基础上,引入了Level Set模型.采用两者耦合的算法考察了不同体积分数的金刚石-机油纳米流体在活塞内部冷却油腔的瞬态传热问题.结果表明,纳米颗粒的加入并... 在传统机油中添加金刚石纳米颗粒,并将其用于活塞冷却油腔散热.在传统VOF方法的基础上,引入了Level Set模型.采用两者耦合的算法考察了不同体积分数的金刚石-机油纳米流体在活塞内部冷却油腔的瞬态传热问题.结果表明,纳米颗粒的加入并没有明显改变流体机油填充率的分布.但是由于物性参数的改变,纳米机油的换热能力得到了大幅度提高.体积分数为1%、2%和3%的金刚石纳米机油与传统机油相比,整体平均对流换热系数分别提高了12.01%、29.14%和44.33%.整体计算结果与经验公式符合良好,最大误差为16.68%. 展开更多

关键词 活塞 震荡冷却油腔 纳米流体 多相流 计算流体力学

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冷却油腔形状对发动机活塞振荡传热效果的影响 被引量：2

3

作者 刘庆刚 朱海荣 +1 位作者 于新奇 郭彦书 《制造业自动化》 CSCD 2018年第7期34-36,共3页

随着柴油机功率的不断提升,柴油机的热损伤事故时有发生,活塞冷却成为了一个必须面对的研究课题。针对不同形式的活塞冷却油腔结构对传热效果的影响开展研究,采用数值模拟的方法对圆形、椭圆形和水滴形三种冷却油腔截面形状在不同转角... 随着柴油机功率的不断提升,柴油机的热损伤事故时有发生,活塞冷却成为了一个必须面对的研究课题。针对不同形式的活塞冷却油腔结构对传热效果的影响开展研究,采用数值模拟的方法对圆形、椭圆形和水滴形三种冷却油腔截面形状在不同转角、柴油机转速和曲轴行程条件下进行壁面平均传热系数分析,结果标明水滴形油腔的冷却效果最优,因此在柴油机活塞结构设计时,应选用水滴形冷却截面油腔结构。 展开更多

关键词 发动机 冷却油腔 振荡冷却 传热系数

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冷却油腔应用纳米流体强化活塞传热的数值模拟 被引量：1

4

作者 刘浩 白敏丽 +1 位作者 王鹏 王玉艳 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期227-231,共5页

活塞内冷却油腔采用高效换热性能的传热工质可以有效提高活塞的冷却效果,因此,将50 nm的Cu和金刚石颗粒添加到传统润滑油中,制成纳米润滑油并应用于活塞内冷却油腔.通过活塞组-气缸套三维耦合数值模拟研究内冷却油腔使用纳米流体对活塞... 活塞内冷却油腔采用高效换热性能的传热工质可以有效提高活塞的冷却效果,因此,将50 nm的Cu和金刚石颗粒添加到传统润滑油中,制成纳米润滑油并应用于活塞内冷却油腔.通过活塞组-气缸套三维耦合数值模拟研究内冷却油腔使用纳米流体对活塞组传热效果的影响.结果表明:与使用传统润滑油相比,活塞内冷却油腔应用体积分数为1%,2%,3%的纳米Cu润滑油和纳米金刚石润滑油作为冷却介质,可以有效地降低活塞温度.纳米金刚石润滑油对活塞组的冷却效果优于纳米Cu润滑油. 展开更多

关键词 纳米流体 活塞 冷却油腔 纳米金刚石 纳米铜

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冷却油腔机油振荡的流动和传热特性研究 被引量：2

5

作者 张卫正 刘洋 任姣 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第4期220-225,共6页

针对大功率柴油机组合式活塞冷却油腔内机油的流动和传热问题,采用数值解析方法,对不同曲柄转角下柴油机转速及入口流量对机油流动特性和传热特性的影响进行了研究。结果表明,冷却油腔的充油率与外冷却油腔壁面换热系数均随转速的增加... 针对大功率柴油机组合式活塞冷却油腔内机油的流动和传热问题,采用数值解析方法,对不同曲柄转角下柴油机转速及入口流量对机油流动特性和传热特性的影响进行了研究。结果表明,冷却油腔的充油率与外冷却油腔壁面换热系数均随转速的增加呈现先减小后增加的趋势,充油率随入口机油流量的增加而增加,同时得到了大功率船用柴油机外冷却油腔振荡传热的无量纲关联式。 展开更多

关键词 冷却油腔 振荡冷却 振荡流动 传热特性 数值模拟

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活塞冷却油腔位置对活塞强度的影响 被引量：6

6

作者 吕彩琴 苏铁熊 《内燃机》 2009年第1期4-9,共6页

采用有限元法对某型号柴油机活塞的冷却油腔位置的两种不同的方案进行研究,分析了活塞分别在热负荷作用下、惯性力作用下、以及在惯性力和热负荷共同作用下的强度变化情况。通过对两种方案比较,表明改进后活塞第一环内的温度明显降低,... 采用有限元法对某型号柴油机活塞的冷却油腔位置的两种不同的方案进行研究,分析了活塞分别在热负荷作用下、惯性力作用下、以及在惯性力和热负荷共同作用下的强度变化情况。通过对两种方案比较,表明改进后活塞第一环内的温度明显降低,证明了改进设计的有效性,为该型号活塞的改进设计提供了依据。 展开更多

关键词 活塞 热负荷 惯性力 耦合 冷却油腔

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冷却油腔截面积对柴油机温度场的影响 被引量：6

7

作者 胡志华 李劲松 《煤矿机械》 北大核心 2014年第12期149-151,共3页

研究冷却油腔截面积大小对活塞温度场分布的影响,基于CATIA和ANSYS软件,通过建立4个油腔截面大小不同的活塞模型进行有限元分析。结果表明,使用合适大小的油腔起到很好的冷却效果,温度最大值下降34℃;而采用过大面积的油腔反而起到隔热... 研究冷却油腔截面积大小对活塞温度场分布的影响,基于CATIA和ANSYS软件,通过建立4个油腔截面大小不同的活塞模型进行有限元分析。结果表明,使用合适大小的油腔起到很好的冷却效果,温度最大值下降34℃;而采用过大面积的油腔反而起到隔热作用,温度最大值和火力岸温度都明显升高。针对实验中的活塞,最佳截面大小为232 mm2,改善原机中的不足之处,同时为大功率发动机活塞的设计提供参考。 展开更多

关键词 活塞 冷却油腔 温度场 冷却效果

原文传递

水滴形活塞冷却油腔振荡传热数值模拟与优化 被引量：2

8

作者 刘庆刚 耿泽伟 朱海荣 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第2期47-50,共4页

利用FLUENT软件中的VOF多相流模型对某发动机水滴形活塞内冷却油腔中机油的振荡传热过程进行了数值模拟,分析了机油在活塞内振荡流动时空气和机油的体积分数瞬态分布情况,得到了壁面传热系数随活塞转速、行程和机油填充率的变化规律。... 利用FLUENT软件中的VOF多相流模型对某发动机水滴形活塞内冷却油腔中机油的振荡传热过程进行了数值模拟,分析了机油在活塞内振荡流动时空气和机油的体积分数瞬态分布情况,得到了壁面传热系数随活塞转速、行程和机油填充率的变化规律。分析结果表明,活塞壁面传热系数随着行程和转速的上升而上升,转速对传热系数的影响最为显著。但随着充油率的上升,传热系数先上升后下降,最佳充油率范围在30%-50%之间。采用正交试验设计方法获得了最优方案,并与该发动机原方案进行了对比,结果表明优化方案的壁面传热系数比原设计方案提高了约16%。 展开更多

关键词 活塞 冷却油腔 振荡传热 VOF模型 数值模拟

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基于Workbench对冷却油腔位置的研究

9

作者 马伟凯 张翼 《煤矿机械》 2016年第1期246-248,共3页

针对活塞在实际工作中由于高温高爆压致使其出现破坏等一系列问题,考虑通过改变活塞冷却油腔的位置来降低其温度以及热应力,从而达到降低活塞热-流-机所受到的耦合应力的目的。在保证强度的条件下,通过分析周向与轴向的变化来研究其对... 针对活塞在实际工作中由于高温高爆压致使其出现破坏等一系列问题,考虑通过改变活塞冷却油腔的位置来降低其温度以及热应力,从而达到降低活塞热-流-机所受到的耦合应力的目的。在保证强度的条件下,通过分析周向与轴向的变化来研究其对活塞的影响。利用Workbench有限元软件对其进行仿真,得出了不同设计方案下温度以及热应力的变化情况。 展开更多

关键词 活塞 热应力 冷却油腔

原文传递

重型车用柴油机活塞冷却油腔研究 被引量：4

10

作者 吴义民 赵旭东 刘小斌 《柴油机》 2009年第6期31-33,37,共4页

介绍了活塞结构选型及冷却油腔的形状、位置对活塞的冷却效果、机械强度和温度场的影响;及国外一些特殊结构的冷却油腔及重型载重车用柴油机活塞冷却油腔设计所遵循的原则。通过设计实例,对不同形状冷却油腔的影响进行了比较,结论可用... 介绍了活塞结构选型及冷却油腔的形状、位置对活塞的冷却效果、机械强度和温度场的影响;及国外一些特殊结构的冷却油腔及重型载重车用柴油机活塞冷却油腔设计所遵循的原则。通过设计实例,对不同形状冷却油腔的影响进行了比较,结论可用以指导设计。 展开更多

关键词 重型车用柴油机 活塞 冷却油腔

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12V180ZJC组合式活塞活塞头冷却油腔的加工工艺

11

作者 李世涛 《农业装备与车辆工程》 2007年第5期54-56,共3页

12V180ZJC组合式活塞活塞头冷却油腔的加工质量是完成国产化活塞的关键,也是国产化工作的难点。通过技术调研和工艺分析,拟定出活塞头冷却油腔的加工工艺方案,并进行了论证,编制出加工工艺文件,成功地解决了180ZJC活塞头内冷却油腔加工... 12V180ZJC组合式活塞活塞头冷却油腔的加工质量是完成国产化活塞的关键,也是国产化工作的难点。通过技术调研和工艺分析,拟定出活塞头冷却油腔的加工工艺方案,并进行了论证,编制出加工工艺文件,成功地解决了180ZJC活塞头内冷却油腔加工这个技术难题。 展开更多

关键词 12V180ZJC柴油机 活塞头内冷却油腔

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射流冲击冷却过程的数值研究 被引量：5

12

作者 王玉艳 王鹏 +1 位作者 白敏丽 胡成志 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期692-696,共5页

由于冲击射流流场较为复杂,为准确描述其流动和换热过程,需要选择合适的湍流模型和壁面函数.分别采用κ-ε模型(Standard,RNG和Realizable)、κ-ω模型(Standard和SST)和低雷诺数模型(AB,AKN,CHC,YS,LB,LS和YS)进行对比计算.对于壁面区... 由于冲击射流流场较为复杂,为准确描述其流动和换热过程,需要选择合适的湍流模型和壁面函数.分别采用κ-ε模型(Standard,RNG和Realizable)、κ-ω模型(Standard和SST)和低雷诺数模型(AB,AKN,CHC,YS,LB,LS和YS)进行对比计算.对于壁面区域,考察了标准壁面函数、尺度化壁面函数、非平衡壁面函数和增强型壁面函数的影响.探讨了速度场和湍动能场的分布规律,获得了与实验一致的结果,为今后活塞底部喷油冷却的数值模拟提供基础. 展开更多

关键词 震荡冷却油腔 冲击射流 多相流 湍流模型 壁面函数

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活塞喷油冷却流场数值模拟 被引量：6

13

作者 王任信 陆健 李国祥 《现代制造技术与装备》 2010年第5期1-3,共3页

近年来,随着柴油机排放及功率要求的提高,柴油机热负荷显著的增加,其中活塞热负荷问题成为柴油机进一步强化的主要限制因素之一。对于高热负荷活塞,通常采用冷却通道的办法来降低活塞温度。使用CFD工具获取表面换热系数已越来越多的用... 近年来,随着柴油机排放及功率要求的提高,柴油机热负荷显著的增加,其中活塞热负荷问题成为柴油机进一步强化的主要限制因素之一。对于高热负荷活塞,通常采用冷却通道的办法来降低活塞温度。使用CFD工具获取表面换热系数已越来越多的用于温度场的计算,本文通过流动计算获取冷却通道壁面及活塞底面的换热系数,并分析喷油冷却流场计算结果,提出改进措施。 展开更多

关键词 活塞 冷却油腔 热负荷 流动模拟

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振荡油腔位置对柴油机活塞温度场的影响 被引量：13

14

作者 冯耀南 张翼 《装备制造技术》 2009年第6期11-13,共3页

针对某柴油机活塞在工况下第一环槽温度过高,导致润滑油结胶的问题,提出了降低热负荷的改进方案,探讨了由活塞振荡冷却油腔上移对活塞温度场带来影响,通过对比振荡冷却油腔上移1～4 mm活塞温度场、应力场的变化,分析了采用改变振荡油腔... 针对某柴油机活塞在工况下第一环槽温度过高,导致润滑油结胶的问题,提出了降低热负荷的改进方案,探讨了由活塞振荡冷却油腔上移对活塞温度场带来影响,通过对比振荡冷却油腔上移1～4 mm活塞温度场、应力场的变化,分析了采用改变振荡油腔位置来降低活塞第一环槽热负荷方法的可行性,提出了在使用提升振荡冷却油腔的方法来降低活塞热负荷时,对油腔提升高度的控制范围。 展开更多

关键词 柴油机 活塞 有限元 振荡冷却油腔 温度场

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某船用柴油机喷油冷却活塞内流动特性仿真 被引量：2

15

作者 彭军 李雯文 +1 位作者 孙炉钢 袁飞 《柴油机》 2021年第6期50-56,共7页

基于Ansys Fluent软件的多相流模型和动网格技术,对某船用柴油机活塞冷却油腔内的流动过程开展三维数值仿真分析,探究不同柴油机转速和喷油速度下冷却油腔内的流场分布规律。研究结果表明:润滑油进入活塞冷却油腔后其形态发生显著变化,... 基于Ansys Fluent软件的多相流模型和动网格技术,对某船用柴油机活塞冷却油腔内的流动过程开展三维数值仿真分析,探究不同柴油机转速和喷油速度下冷却油腔内的流场分布规律。研究结果表明:润滑油进入活塞冷却油腔后其形态发生显著变化,伴随活塞上下往复运动,活塞冷却油腔内将填充足够的润滑油;随着柴油机转速的提高,润滑油填充率和捕捉率不断下降;而随着喷油速度的提高,二者不断上升,进一步强化了活塞换热能力。 展开更多

关键词 船用柴油机 活塞 冷却油腔 流动特性

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壁面改性强化活塞油腔换热的模拟试验 被引量：1

16

作者 吕继组 高林松 +3 位作者 常胜南 邢志远 姜洪鹏 白敏丽 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期457-462,共6页

为满足大缸径发动机活塞的冷却需要,必须采用冷却油腔进行强制冷却;但随着发动机强度的不断提升,活塞冷却油腔的换热已无法满足低速船用柴油机高强化程度发展的需求.为提升往复运动活塞冷却油腔的换热能力,从壁面改性角度着手,在不改变... 为满足大缸径发动机活塞的冷却需要,必须采用冷却油腔进行强制冷却;但随着发动机强度的不断提升,活塞冷却油腔的换热已无法满足低速船用柴油机高强化程度发展的需求.为提升往复运动活塞冷却油腔的换热能力,从壁面改性角度着手,在不改变任何活塞结构前提条件下,将微纳米结构用于冷却油腔表面.利用往复振荡换热模拟试验研究其强化传热的效果,结果表明:试验往复振荡冲击换热的最佳换热充液率为50%,既可保证液体对壁面的冲击速度,也可使上壁面形成有效的液膜覆盖;随着转速的增加,会增大液体与气体在腔内的混合程度,在一定范围内能强化内冷油腔的换热;采用微结构超亲表面后,强化换热效果最大. 展开更多

关键词 内燃机 活塞冷却油腔 表面改性 微纳米结构 往复振荡冲击换热

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提高天然气发动机活塞冷却能力的研究 被引量：2

17

作者 吴宇波 《柴油机设计与制造》 2011年第3期13-16,共4页

作为天然气发动机的核心零部件之一,活塞的可靠性决定了发动机的使用寿命。针对某天然气发动机出现的活塞熔顶问题,改进活塞设计,采用冷却油腔,并测量了活塞表面温度场。结果表明,采用冷却油腔后活塞顶面温度下降最大达到近48℃,明显降... 作为天然气发动机的核心零部件之一,活塞的可靠性决定了发动机的使用寿命。针对某天然气发动机出现的活塞熔顶问题,改进活塞设计,采用冷却油腔,并测量了活塞表面温度场。结果表明,采用冷却油腔后活塞顶面温度下降最大达到近48℃,明显降低了活塞的热负荷,活塞的可靠性和寿命显著提高。 展开更多

关键词 活塞 热负荷 冷却油腔 温度场

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基于活塞振荡冷却的流动与换热特性分析

18

作者 张超 马成功 +1 位作者 辛固 黎苏 《重型汽车》 2019年第5期16-17,共2页

基于柴油机高速化、增压化的发展大背景下,对活塞冷却的结构性能进行优化具有重要意义。借助CFD软件对活塞的振荡冷却瞬态流动与传热进行数值分析,得到了冷却油腔的机油体积分数、壁面换热系数以及进出口压力降等随曲轴转角的变化规律... 基于柴油机高速化、增压化的发展大背景下,对活塞冷却的结构性能进行优化具有重要意义。借助CFD软件对活塞的振荡冷却瞬态流动与传热进行数值分析,得到了冷却油腔的机油体积分数、壁面换热系数以及进出口压力降等随曲轴转角的变化规律。结果表明,机油平均体积分数随着曲轴转角的增大先升高后减小;但是油腔壁面的平均换热系数随着曲轴转角的增加先升高后降低;油腔壁面的进出口压力降变化趋势与壁面平均换热系数保持一致;机油的射流冲击的驻点区附近壁面换热系数明显高于其他区域,并且对冷却油腔顶部和底部的强化换热明显高于侧壁。该结果可为优化燃机理论应用提供前瞻性基础。 展开更多

关键词 换热系数 振荡冷却 射流冲击 冷却油腔 强化换热 曲轴转角 数值分析 机油

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盐芯铝活塞及其制造 被引量：5

19

作者 韩彦军 范淑果 王战中 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2004年第9期54-56,共3页

介绍盐芯铝活塞概要和一种新型水溶性盐芯成形内冷却油腔的方法。与传统方法相比 ,该方法不使用粘接剂 ,盐芯耐高温性能好 ,且便于冲洗 ,食盐不残留油腔内部 ,通道光洁。

关键词 盐芯 铝活塞 内冷却油腔

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200GZC柴油机活塞有限元法电算分析

20

作者 韩魁 刘新华 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 1980年第1期1-16,共16页

活塞的热负荷是增压柴油机进一步提高功率的主要障碍。因此,结合200GZC柴油机的研制,本文介绍了探讨活塞热负荷的有限元分析方法,其中包括活塞温度场、热变形和各种应力的数值计算和分析,并用计算结果评定了活塞结构的可靠性。结合计算... 活塞的热负荷是增压柴油机进一步提高功率的主要障碍。因此,结合200GZC柴油机的研制,本文介绍了探讨活塞热负荷的有限元分析方法,其中包括活塞温度场、热变形和各种应力的数值计算和分析,并用计算结果评定了活塞结构的可靠性。结合计算,文中还介绍了边界条件的处理方法。也在变参数的计算中探讨了介质温度对活塞热负荷的影响。最后,得出了活塞温度场、总变形以及各种应力的分布规律,为活塞设计和用有限元法研究活塞的热负荷提供了借鉴和参考。计算是在DJS—6型电子计算机上进行的。 展开更多

关键词 柴油机活塞 电算分析 节点位移 总位能 热负荷 干静力能 冷却油腔 钢顶组合活塞 数值分析 有限元法

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