6DE1大功率柴油机活塞热负荷分析研究

论文摘要

为满足发动机提高功率的要求,活塞作为发动机中的关键运动件,其结构设计要求使其具有承受更高热负荷和机械负荷的能力,以达到可靠性的要求。本文利用PROE软件的实体建模方法,建立了高速、大功率柴油机铝合金活塞及其相关零件的三维实体模型,对其进行了温度场计算和考虑接触问题、侧压力、材温特性、惯性力即非垂直支承的热应力、机械应力和祸合应力的计算分析。计算结果表明,该柴油机铝合金活塞的机械负荷和热负荷都比较高,为满足该柴油机进一步强化和提高功率后对铝合金活塞工作可靠性的需要,本文详细论述了活塞机械负荷和热负荷对发动机整机性能的影响,得出了活塞温度高是造成活塞机械应力集中的主要影响因素的结论,在此基础上提出了对活塞结构改进的方法,设计了一种具有内部冷却油腔新结构活塞。并通过装机进行温度场试验,验证了其可靠性,从而可以用于批量装机生产。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 活塞的结构型式
• 1.2 活塞的材料
• 1.3 国内外研究动态
• 1.4 活塞的热负荷
• 1.5 本文的研究基础及主要内容
• 第二章 有限元分析基础
• 2.1 活塞有限元分析的理论基础
• 2.2 线弹性有限元法简介
• 2.3 边界（接触）非线性有限元法
• 2.4 热传导问题的有限元法
• 2.5 非线性有限元方程组的解法
• 第三章 边界条件的确定
• 3.1 柴油机铝合金活塞的结构强度分析
• 3.2 铝合金活塞的工作条件
• 3.3 铝合金活塞的热负荷
• 3.4 活塞边界条件的分析
• 3.5 活塞边界条件确定
• 第四章 活塞结构设计思路
• 4.1 大功率柴油机铝合金活塞的结构设计
• 4.2 升功率对柴油机活塞机械负荷的影响
• 4.3 升功率对柴油机活塞热负荷的影响
• 4.4 降低活塞热负荷与机械负荷的设计思路
• 第五章 活塞的设计、计算及试验
• 5.1 活塞设计
• 5.2 计算分析
• 5.3 发动机温度测量的方法、注意事项
• 5.4 CA6DE1 型柴油机（大柴）热负荷试验
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 后续工作展望
• 参考文献
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢