针对高强化柴油机的缸套传热模拟试验系统设计与仿真分析

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文针对高强化柴油机的缸套传热模拟试验系统设计与仿真分析论文作者：段盛辉学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：动力工程指导教师：黎苏职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyForTheMasterDegreeofPowerEngineeringDesignandSimulationofHeatTransferSimulationSystemforHighly-IntensifiedDieselEngineCylinderLinerbyDuanShenghuiSuper

2、visor:Prof.LiSuDecember2016原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：2016.12关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部

3、分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：2016.12导师签名：日期：2016.12摘要随着社会的发展，对柴油机的性能要求越来越高，因此柴油机的发展趋势是强化程度的不断提高。缸套作为柴油机的主要零部件，工作环境极其恶劣，不仅承受机械磨损而且受热也极不均匀，这样的工作环境将会使缸套产生很大的热变形，导致工作时润滑不良，摩擦加剧，影响柴油机性能。因此，缸套传热与温度场研究对改善高强化柴油机的性能十分重要。基于上述，本文设计了一套针对高强化

4、柴油机的传热模拟实验系统，该系统采用连续燃烧器对柴油机缸体内部进行加热，模拟实际柴油机的热工作环境。在系统初步结构设计的基础上，对设计方案进行了仿真研究，通过对仿真结果进行分析，修正了设计参数，以保证该试验系统可以满足热强度要求从而实现设计目的。本文的主要研究和工作内容有以下几方面：（1）分析加热方案，选择最佳的加热方案，设计试验系统，测试方法。（2）通过对某已知柴油机缸盖三维结构图的研究，以及查阅发动机设计的相关资料，对传热模拟实验系统的缸体以及冷却水套进行结构设计，并采用三维建模软件SolidWorks对其进行建模。（3）查阅燃烧器设计资料，完成了模拟实验系统燃烧器的选型计算。根据计算结果

5、使用SolidWorks对燃烧器进行了结构建模。（4）使用仿真前处理软件Hypermesh对燃烧器以及模拟实验系统的缸体和缸盖进行内部流体区域的提取，划分网格。使用流体仿真软件Fluent对气缸内的燃烧以及水套内的流动进行仿真计算。（5）将Fluent计算的结果导入至有限元分析软件ABAQUS中，对柴油机的缸套进行流固耦合计算，得到缸套和机体的温度场以及热应力的分布情况。根据对耦合结果的分析，发现缸套的温度场及热应力分布比较合理，接近实际柴油机的情况；由此给出冷却系统水泵的流量参数。关键词：模拟系统、气缸套、耦合、热应力、温度场、燃烧器IABSTRACTWiththedevelopmentof

6、society,theperformancerequirementsofthedieselengineisgettinghigherandhigher,sothedegreeofenhancementofdieselenginesalsocontinuetoincrease.Cylinderlinerasthemaindieselengineparts,theworkingenvironmentisextremelypoor,notonlytowithstandhightemperatureandheatisalsoveryuneven,suchaworkingenvironmentwillc

7、auseagreatthermaldeformationofthecylinderliner,resultinginpoorlubricationatwork,increasedfriction,affectingdieselperformance.Therefore,theresearchoftemperaturefieldofcylinderlinerisveryimportanttoimpr