船用柴油机关键受热零部件热负荷分析及控制研究

摘要

现代船用大功率柴油机正朝着高功率密度、高强化程度方向发展，导致柴油机缸内整体热负荷也越来越高，为关键受热零部件的设计提出了严峻的挑战。因此，通过开展柴油机热负荷研究工作，提出缸内受热零部件热负荷分析和控制通用的流程、方法，提高受热零部件的可靠性，成了大功率柴油机研制中重要内容之一，并具有较大的工程意义。
　　在某大功率船用柴油机单缸机机械开发阶段，采用硬度塞和热电偶温度场测试方法，对关键受热零部件开展了温度场试验研究，获得了受热零部件的实测温度场分布，同时发现了活塞、气缸盖和气缸套热负荷偏高的问题。
　　针对发现的热负荷问题，利用有限元热负荷分析方法，结合温度场测试数据对边界条件的标定，开展了热边界条件研究及关键受热零部件的热负荷数值分析，获得了活塞、缸套、缸盖全面的热负荷状况，并为热负荷优化及控制指明了方向；
　　为解决关键零部件热负荷偏高问题，从缸内热负荷控制、冷却边界设置等方面开展了热负荷控制研究，最终制定了减小喷油器喷孔夹角的优化方案，并通过试验对比验证，有效地降低了缸套、活塞等受热零部件的局部高温，提高了受热零部件可靠性，解决了工程实际问题。

目录

声明

答辩决议书

第一章 绪论

1.1引言

1.2课题的来源

1.3课题研究的意义

1.4国内外研究的现状

1.5论文主要研究工作及特点

第二章 关键受热零部件设计结构

2.1活塞设计结构

2.2缸盖设计结构

2.3气缸套设计结构

第三章 受热零部件温度场试验研究

3.1温度场测试方法

3.2测试设备

3.3试验过程

3.4试验结果

3.5本章小结

第四章 受热零部件热负荷仿真分析

4.1热负荷分析有限元方法

4.2热边界条件确定的原则和方法

4.3活塞热负荷分析

4.4气缸盖、气缸套热负荷分析

4.5本章小结

第五章 受热零部件热负荷控制研究

5.1热负荷控制方法

5.2缸内热热负荷控制研究

5.3本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果