【作者】

李红梅

【摘要】

随着船用柴油机指标的越来越高，缸内零部件的热负荷将越来越高，柴油机的可靠性将面临越来越高的考验，船用柴油机缸内热负荷设计不合理容易导致如活塞、气缸盖、气缸套等受热零部件开裂失效，严重时甚至拉缸，直接影响柴油机的可靠性。通常是通过对冷却系统的结构及参数进行优化来降低热负荷风险，但缸内燃烧作为产热源，是零部件热负荷情况的根本来源。通过燃烧系统参数优化设计，可以对柴油机缸内热负荷进行合理分配，从而提高柴油机的可靠性。 本文通过缸内喷雾及燃烧三维仿真计算及相关试验，研究不同燃烧系统参数对缸内零部件热负荷的影响规律，首先通过单缸机试验进行缸内零部件关键点的温度场测试，包括缸盖鼻梁区、排气阀、活塞顶面及缸套等。得到不同燃烧系统下的温度场试验结果，同时进行缸内CFD仿真计算分析，尝试在温度场测试结果与仿真结果之间建立联系，并明确热负荷燃烧仿真评价参数。 基于定义后的燃烧热负荷评价参数，通过仿真方法，详细分析了不同燃烧系统参数对热负荷的影响。主要研究了活塞顶及喷孔两方面燃烧系统参数对缸盖、缸套及活塞3个缸内零部件热负荷的影响。研究结果表明，在活塞顶参数中，口径比较敞口角对零部件热负荷的影响较大；在喷孔参数中，相较其他参数，喷油夹角对缸内热负荷分布具有重要影响；对缸盖及缸套热负荷影响最大的是喷油夹角，对活塞热负荷影响最大的是活塞顶口径比。本文研究为实际柴油机的热负荷设计及优化奠定基础。

【会议名称】

第29届CIMAC会议

【会议地点】

加拿大 温哥华

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