分会场

设计制造润滑与可靠性

摘要

内冷油腔振荡流动是活塞最有效的冷却方式，但油腔的存在也会影响活塞头部的可靠性。为了研究活塞内冷油腔的结构与位置参数对活塞疲劳强度的影响，以一款带内冷油腔的增压柴油机活塞为研究对象，基于相对位移法建立活塞内冷油腔流固耦合传热模型以及活塞疲劳强度仿真模型，结合活塞温度场试验测试，分别研究了腰型、水滴型和椭圆型3种不同形状的环形油腔对活塞传热和强度影响，并选取了内冷油腔分别距顶面、第一环槽、燃烧室底部的距离对活塞疲劳强度进行单因素扫值分析，结果表明，冷却油腔形状对活塞温度场影响较大，对活塞的疲劳强度影响较小，而油腔在活塞头部的位置对活塞的疲劳强度和温度场分布均有较大的影响，内冷油腔距顶面的高度对活塞温度场的影响最为明显，油腔位置和燃烧室底部之间的距离对活塞疲劳强度影响最大。选用水滴型内冷油腔和适当的增大油腔与燃烧室底部之间的距离可以降低活塞最高温度和获得较大的疲劳安全系数。

关键词

柴油机；活塞；油腔结构；疲劳强度

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