一种适用于柴油机结构温度场计算的缸内传热模型

基于量纲分析式h(Ф,i)=C(Ф)d-0.2 p0.8 w0.8 T-0.8μ-0.47eλ0.67ec0.33p分析了柴油机的缸内三维局部传热情况,其特征参数选取缸内瞬态流动传热参数,并通过Woschni模型计算传热总量,在每个曲轴转角条件下,保证局部传热计算中对全部壁面网格热流求和所得传热总量与Woschni模型的计算值相等,以确定待定系数C(Ф).同时,将改进的缸内传热模型应用于一款单缸水冷自然吸气式四冲程直喷柴油机的缸内传热计算,所得模拟结果与实验结果吻合.

内燃机缸内传热问题的理论分折

目前在应用表面温度法研究内燃机缸内传热问题时,遇到了一些困惑和疑问。本文针对这些疑点作了较为深入的理论分析,并在此基础上提出了一种新的缸内瞬时换热系数的求取方法。

陶瓷隔热发动机缸内传热研究

本文运用１维边界层传热模型研究了燃烧室壁面温度变化引起边界层厚度及层中气体性质变化对缸内传热的影响，分析了陶瓷隔热发动机缸内的传热特性，并对其燃油消耗率上升、排温增高等原因。

内燃机缸内传热研究的现状

本文简要论述了内燃机缸内传热研究的重要意义，系统综述了这一领域研究的进展现状，并对已有传热实验研究方法和理论模型进行分类和评述。

表面温度法在缸内传热研究中的问题及探讨

对表面温度法在内燃机缸内传热研究中存在的问题进行了系统的分析和探讨，并提出了一种获取缸内瞬态换热系数的方法。

冲程缸径比对汽油机缸内传热影响研究

针对中小排量缸内直喷单缸汽油机,通过台架试验数据与一维工作过程仿真相结合的手段,分析了冲程缸径比(S/B)变化对缸内传热功率、传热损失以及指示热效率的影响。研究表明:S/B变化对传热功率的影响因素不仅有面容比优化带来的收益,还有活塞运动速度增加导致的缸内对流强度的变化,两者叠加的结果是S/B并非越大越好,试验结果表明缸内直喷汽油燃烧系统,在常用的中等转速工况范围内,S/B的推荐值为1.2左右。

基于流固耦合模型的高功率密度内燃机缸内传热模型

针对传统半经验公式不适用于高功率密度内燃机传热边界加载的问题,以WOSCHNI公式为基础,结合整机流固耦合数值计算方法,提出适用于高热流密度内燃机缸内传热的半经验公式。以某单缸试验机型为例,建立缸盖-缸体三维稳态耦合仿真系统,采用Fluent软件进行数值求解,并将该结果与整机测温试验结果进行对比。研究结果表明:在高功率密度样机的外特性曲线上,4个工况下仿真与试验结果的相对误差均在5%以内。因此,本文提出的半经验公式与建立的流固耦合模型能够较好地模拟内燃机稳态传热。

壁面模型对缸内传热模拟计算的影响

采用常规湍流模型对柴油机缸内传热过程进行多维瞬态模拟计算时，壁面模型的处理方式将直接影响到整个模拟计算的精度和准确性．本文通过多维瞬态模拟计算方法将近壁处湍能修正，使缸内多维模拟计算结果更接近于试验值。

柴油机缸内近壁面传热模型的研究

本文以ZS1100单缸水冷柴油机为研究对象,建立了一种适用于柴油机的缸内近壁面传热模型,模型保留Woschni关系式的形式,其中特征长度、特征压力、特征速度和特征温度的数值取燃烧室内三维瞬态仿真计算中贴近燃烧室结构壁面的第一层网格的数据,所以该模型具有非稳态时间特性和空间局部特性,从而能够反映内燃机缸内的非稳态局部传热情况。新模型中的待定系数使用缸盖底面测点的热流密度的试验数据确定。新模型计算时间增加很少,适用于工程计算。

考虑沸腾和缸内局部传热的缸盖流固耦合传热分析

以某商用车直列6缸柴油机作为研究对象,基于缸内传热模型获得内燃机缸盖和缸套的燃气侧局部传热边界条件;基于均相流沸腾传热模型获得水侧传热边界;实现水侧、燃气侧边界与结构温度场计算的耦合,并判断水腔内沸腾传热的状态。结果表明:缸盖温度计算值与实测值吻合,缸盖最高温度位于缸盖底面两个排气门之间;排气门之间的燃气传热系数和燃气温度均处于较高值,缸内局部传热显著;在缸盖底面中心和排气门附近水腔内的冷却水处于部分发展泡核沸腾状态。

柴油机缸内对流换热与气流特征速度的研究

本文介绍了作者研制的快速响应温度传感器，提出了应用该传感器测试倒拖运行柴油机缸内气体和壁面瞬态温度，进而研究局部表面瞬时气流特征过度的新方法．在此基础上，阐明确定柴油机缸内局部对流换热瞬时气流特征速度的可能性．针对标准管道运用激光测速法对本文提出的气流速度测量方法进行了实验验证，本文最后介绍了对倒拖运行风冷柴油机缸内气流特征速度和对流换热热流密度的研究结果．

船舶柴油机比例模型实验的理论基础与技术挑战

采用相似比例模型实验进行新型船舶柴油机研发可以极大地节约研发时间、成本及能源。本文回顾了柴油机燃烧相似性理论的发展历程,总结了实现燃烧相似性的三种单值条件相似法则,重点阐述了喷雾混合气形成过程相似性理论与实验验证的最新研究成果,同时指出船舶柴油机相似比例模型实验亟待攻克的技术挑战。建立柴油机喷雾燃烧相似性理论体系有助于制定科学合理的相似比例模型实验规范,推动船舶柴油机研发实现快速发展。