УДК 621.436
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ
КРЫШКИ ЦИЛИНДРА И КЛАПАНОВ ДИЗЕЛЯ
Д.О. Онищенко
,
С.А. Панкратов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail:
;
Рассмотрена задача моделирования теплового состояния деталей камеры сго-
рания дизеля. Описана математическая модель теплового состояния крышки
цилиндра и клапанов дизельного двигателя. Проанализированы зависимости
для определения тепловых граничных условий поверхностей крышки цилиндра
(огневого днища, впускных и выпускных каналов, охлаждаемой поверхности)
и клапанов двигателя, а также для определения теплопроводности сопряже-
ний деталей. Предложен метод сопряженного расчeта крышки цилиндра и
клапанов, не требующий проведения нескольких итераций для определения со-
гласованного поля температур деталей. Кроме того, он позволяет учиты-
вать неосесимметричность граничных условий и температурного поля клапа-
на. Проведено математическое моделирование методом конечных элементов
теплового состояния крышки цилиндра, клапанов и сeдел клапанов дизеля типа
12ЧН15/18. Представлены результаты моделирования и их анализ.
Ключевые слова
:
двигатель внутреннего сгорания, дизель, крышка цилиндра,
клапан, тепловое состояние.
SIMULATION OF THERMAL STATE
OF THE DIESEL CYLINDER HEAD AND VALVES
D.O. Onishchenko
,
S.A. Pankratov
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail:
;
A problem of thermal state simulation of parts of the diesel combustion chamber is
considered. A mathematical model of thermal state of the cylinder head and valves
of the diesel engine is described. The relationships are analyzed for determining the
thermal boundary conditions of the cylinder head surfaces (fire deck, inlet and outlet
ports, and cooled surface) and the engine valves and also for finding the thermal
conductivity of joints of the parts. A method for combined calculation of the cylinder
head and valves is offered which does not require performing several iterations for
determination of the coordinated temperature field of the parts. Additionally, the
method makes it possible to take into account that the boundary conditions and
temperature field of the valve are not axisymmetric. The mathematical simulation
of the thermal state of the cylinder head, valves, and valve seats of the diesel
of 12ChN15/18 type is conducted. The simulation results and their analysis are
presented.
Keywords
:
internal combustion engine, diesel, cylinder head, valve, thermal state.
Повышение мощности и экономичности дизелей различного на-
значения связано с увеличением максимальной температуры рабочего
цикла, что, в свою очередь, приводит к повышению теплонапряжен-
ности деталей, контактирующих с горячими газами: головок (кры-
шек) цилиндра, клапанов, турбин, гильз(втулок) цилиндра, поршня.
94 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2013. № 4
