【作者】

肖顺文; 雷基林

【单位】

昆明理工大学云南省内燃机重点实验室

【摘要】

航空活塞式风冷发动机由于结构紧凑、体积小、重量轻等优势，在通用航空、农业等领域得到广泛运用。针对航空活塞式风冷发动机热负荷问题，该研究以某水平对置四缸四冲程航空活塞风冷汽油机为研究对象，试验测试了标定功率工况下发动机缸内压力，结合缸压试验数据与风冷发动机缸体的结构与传热特性，搭建一维仿真模型，计算获得了缸内燃气侧边界条件。采用热电偶法测试了标定功率工况下缸体关键区域的工作温度，结合缸体温度测试数据与缸内各位置的温度和传热系数，建立流固耦合仿真模型。以翅片厚度、翅片间距、翅片长度以及缸壁厚度4个主要结构参数为因素，每个因素选择5个水平，构建正交试验，分析其对缸体传热及结构强度性能的影响。正交试验极差分析表明，翅片厚度对热应力影响最大，翅片长度对温度及缸孔变形影响最大。通过直观分析与极差分析结合的综合频率分析法确定了最优的组合方案，并对优化前后的发动机缸体传热与强度性能进行对比分析。研究发现，翅片厚度与翅片长度对缸体性能影响最大，优化后，温度由198.3℃下降到191.8℃，下降了3.3%；热应力由100.5MPa下降到78.5MPa，下降了21.9%；缸孔变形量由0.273mm下降到0.243mm，下降了11%；表明改变翅片结构可以降低缸体热负荷，提高传热与强度性能。研究结果可为航空活塞风冷发动机散热翅片的设计与优化提供参考依据。

【关键词】

航空活塞式发动机;风冷;缸体;散热翅片;流固耦合传热;影响因素

【论文集名称】

汽油机气体机分会（第四分会场）

【会议名称】

2023 内燃机“高效、低碳、清洁燃烧”学术年会

【会议时间】

2023-8-3至2023-8-6

【会议地点】

哈尔滨

【下载次数】

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