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发动机气门排气腔体模型CFD温度场分析与应用
| 论文题名： | 发动机气门排气腔体模型CFD温度场分析与应用 |
| 关键词： | 发动机气门;排气腔体;数值分析;CFD模型;温度场;热弯曲变形 |
| 摘要： | 发动机排气门是气缸工作时的辅助元件，在发动机完成吸气、压缩、做功、排气整个周期做功过程中，气门参与了整个过程的所有阶段，承担着空气的吸入，密封以及废气的排放功能。 本文基于国内外发动机气门研究现状，对气门的失效形式进行了分析，以排气门与排气道组成的腔体为研究对象，利用Pro/e与Gambit商用软件，建立了气门排气腔体几何模型和数值分析网格模型，应用Fluent软件分析了流经排气门表面的热湍流在腔体内的温度分布，得到对应于气门表面的第二热点。结合气门分析中的第二热点理论以及相关的气门设计参数，对影响该热点位置的因素进行了研究。研究结果如下: 气门背锥角β角度的变化对气门表面的温度分布没有影响，第二热点的位置始终位于气门倒角延长线与气门相交处。 随着气门锥面角α的增大，排气门表面的第二热点位置会沿着气门导杆朝气门圆弧方向移动。 温度在气门的表面上为非对称分布，第二热点始终在气门靠近排气道出口的位置。 湍流强度与气流温度有关。湍流强度越高，该处气流温度也越高。气门第二热点处湍流强度最高。 在ANSYS中建立相应的气门热-热应力分析模型，利用腔体模型仿真的温度场结果作为边界条件，通过有限元分析得到气门的温度场、应力场和热变形，探讨了气门杆与气门导管发生偏置的热变形机理。 本文的研究结论可以为气门排气道的设计提供指导，并且气门在工作过程中受到非对称温度产生弯曲变形的这一结论，可以为气门导杆与气门导管之间的间隙的设计提供参考。 |
| 作者： | 张珅铖 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张一兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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