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《武汉理工大学》 2006年
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CNG/柴油双燃料发动机热负荷的实验研究及其数值仿真

吴家兵  
【摘要】:随着内燃机不断向高速和强化方向发展,内燃机的传热和热负荷问题也就显得越来越突出,如何有效地解决内燃机的热负荷问题,提高内燃机受热零部件的可靠性及其使用寿命就变得日益重要和紧迫。由于热负荷的影响,内燃机受热零部件的非正常磨损,材料的腐蚀、烧蚀和热疲劳破坏等故障屡见不鲜,直接或间接地影响着内燃机的动力性能、经济性和可靠性。因此,在内燃机工程的研究中,传热和热负荷的研究是一个非常重要的研究方向。同时由于燃油的紧缺和对内燃机排放要求的不断提高,开发天然气等代用燃料内燃机越来越受到人们的重视。 本文首先回顾了内燃机工程中传热与热负荷研究的发展和现状,进而对内燃机的热状态、热负荷和热负荷故障进行了定义和说明。接着阐述了求解内燃机受热零部件热负荷的基本原理和方法,介绍了热传导的偏微分方程、热弹性理论的基本方程和边界条件确定的原则以及用有限元法进行的数值求解。 本文采用硬度塞法来测量柴油/CNG双燃料发动机受热零部件的温度。通过对受热零部件的温度测量,可考察温度是否在所使用材料性能的容许范围内;并可估算出热流规律和热损失的分配。本文采用ANSYS软件作为数值仿真的工具,对4112柴油/CNG双燃料发动机活塞进行了温度场、热变形及热应力的数值仿真。 通过对4112柴油/CNG双燃料发动机的热负荷试验研究和数值仿真,得到了在不同的供油提前角和不同的CNG替代率下,4112柴油/CNG双燃料发动机的热负荷状况,并对其热负荷状况进行了分析比较和评估。这将为其热负荷的改善指出途径或找到解决的方法,同时为确定柴油/CNG双燃料发动机的CNG掺烧策略和供油提前角的优化提供了重要参考。另外,在内燃机设计阶段,也可以利用所掌握的热负荷的数据库和图形库以及传热规律,对其热负荷进行预测,达到缩短设计、试制、实验周期的目的。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TK46

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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2 张智;柴油/CNG双燃料发动机缸内传热特性研究[D];武汉理工大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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7 杨杰;;面对环保与能源的双重压力内燃机企业发展应对——柴油机的技术发展[A];第二届(2002年度)中国农机论坛文集[C];2002年
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2 本报记者 严峻 严盘成 通讯员 朱健美;一汽锡柴被授予内燃机“百年成就奖”[N];中国工业报;2008年
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6 柏炜;实现从机床到内燃机的“骨牌效应”[N];机电商报;2005年
7 本报记者 胡启林;内燃机协会牵头组建技术创新战略联盟[N];中国工业报;2009年
8 本报记者 胡启林;内燃机公共技术平台已现雏形[N];中国工业报;2010年
9 本报记者 郭宇;内燃机行业受益重卡受累轻卡[N];中国工业报;2010年
10 记者 甘丰录 张银炎;内燃机协会搭建船机行业服务平台[N];中国船舶报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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6 周斌;基于BP神经网络的内燃机排放性能建模与应用研究[D];西南交通大学;2004年
7 薛胜军;基于神经网络与模糊技术的内燃机热工故障在线诊断的研究[D];武汉理工大学;2001年
8 马贵阳;内燃机缸内湍流流动的数值模拟[D];大连理工大学;2001年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴家兵;CNG/柴油双燃料发动机热负荷的实验研究及其数值仿真[D];武汉理工大学;2006年
2 张智;柴油/CNG双燃料发动机缸内传热特性研究[D];武汉理工大学;2007年
3 杨柳;柴油/CNG发动机尾气热量排放规律研究及其流场数值仿真[D];武汉理工大学;2007年
4 孙平;混合动力公交中巴动力源的建模和控制策略研究[D];吉林大学;2005年
5 李志锐;基于电液驱动的内燃机无凸轮配气机构的设计与控制研究[D];天津大学;2005年
6 马万福;基于有限元法的内燃机机体振动分析与噪声预测研究[D];天津大学;2005年
7 王世震;车用复合燃油添加剂的研究[D];河北工业大学;2006年
8 徐哲;纳米流体在内燃机冷却系统中的应用[D];大连理工大学;2007年
9 王光恩;内燃机摩擦学设计软件主框架的设计和实现[D];合肥工业大学;2008年
10 朱代根;内燃机活塞环—缸套润滑状态研究[D];昆明理工大学;2006年
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