1、目前發(fā)動機(jī)正朝著高功率密度、高可靠性、低油耗以及低排放的方向發(fā)展，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)熱負(fù)荷大幅度提高。而活塞作為發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵零部件之一，其可靠性會直接影響發(fā)動機(jī)的整體性能，并且活塞的工作環(huán)境異常惡劣，在工作過程中活塞頂面始終受到高溫燃?xì)獾闹芷谛宰饔?，所以活塞頂部往往承受很高的熱?fù)荷。為了保證活塞能夠安全可靠的工作，必須對活塞進(jìn)行有效的冷卻，而活塞噴油強(qiáng)制振蕩冷卻是目前應(yīng)用最廣泛的冷卻方式，對活塞內(nèi)冷油腔中冷卻機(jī)油的流動與傳熱特性研究不僅能夠為內(nèi)

2、冷油腔的優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)，而且可以為活塞的熱負(fù)荷計算提供相對精確的傳熱邊界條件。
　　本文以帶有內(nèi)冷油腔的某水平雙對置發(fā)動機(jī)活塞為研究對象，采用CFD數(shù)值模擬的方法對活塞內(nèi)冷油腔中冷卻機(jī)油的流動與傳熱特性進(jìn)行了分析，并通過試驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對不同轉(zhuǎn)速工況下活塞的溫度場進(jìn)行了研究，具體內(nèi)容包括:
　　(1)選用VOF兩相流模型與動網(wǎng)格技術(shù)并利用CFD軟件對內(nèi)冷油腔中冷卻機(jī)油的流動傳熱特性進(jìn)行研究，模擬分析了發(fā)動機(jī)在某一

3、特定工況下油腔壁面的瞬態(tài)機(jī)油分布情況、瞬態(tài)換熱系數(shù)分布情況，油腔不同壁面位置（上表面、中間內(nèi)側(cè)面、中間外側(cè)面、下表面）處的換熱系數(shù)、整個油腔的壁面換熱系數(shù)以及機(jī)油填充率隨曲軸轉(zhuǎn)角的瞬態(tài)變化趨勢，最后研究了壁面平均換熱系數(shù)在油腔圓周方向上的變化趨勢以及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的改變對冷卻機(jī)油瞬態(tài)傳熱特性所產(chǎn)生的影響。
　　(2)采用存儲式活塞測溫系統(tǒng)在整機(jī)試驗臺架上對活塞頂部五個關(guān)鍵位置處的溫度值進(jìn)行了測量，得到了測溫點(diǎn)處的溫度隨不同發(fā)動機(jī)工況變

4、化的動態(tài)響應(yīng)曲線和各測點(diǎn)在穩(wěn)態(tài)工況運(yùn)行時的溫度值，為研究活塞熱負(fù)荷以及更為精確地修正溫度場計算模型提供了依據(jù)。
　　(3)采用GT-POWER軟件對發(fā)動機(jī)整機(jī)熱力循環(huán)過程進(jìn)行模擬，得到了各工況下活塞頂面瞬時換熱系數(shù)和瞬時溫度，然后結(jié)合經(jīng)驗公式確定活塞頂面的穩(wěn)態(tài)傳熱邊界條件;同時，根據(jù)內(nèi)冷油腔中冷卻機(jī)油的CFD模擬計算和經(jīng)驗公式確定活塞內(nèi)冷油腔和其余部位的傳熱邊界條件;最后利用ABAQUS有限元計算軟件對各工況下的溫度場進(jìn)行計算，并