Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 11
1.1. Роль и значение моделирования процессов теплообмена при проектировании и доводке современных поршневых двигателей 11
1.2. Методы расчётов и результаты экспериментальных исследований масляного охлаждения поршней 14
1.2.1. Циркуляционное масляное охлаждение поршней 15
1.2.2. Инерционное масляное охлаждение поршней 23
1.2.3. Струйное масляное охлаждение поршней 30
1.3. Выводы к главе 1. Постановка цели и задач исследования 43
2. Математическое моделирование процессов масляного охлаждения поршней ДВС 45
2.1 Теплообмен при взаимодействии струи с преградой 45
2.1.1 Взаимодействие струи с преградой по нормали 45
2.1.2 Взаимодействие наклонной струи с преградой 50
2.2 Разработка методики и алгоритма программы расчёта интенсивности теплообмена при струйном охлаждении 53
2.2.1 Основные допущения, принятые при разработке методики расчёта 53
2.2.2 Основные уравнения движения масла вдоль внутренней поверхности поршня 54
2.2.3 Уравнения теплообмена на участке охлаждаемой поверхности поршня 62
2.2.4. Алгоритм расчёта на ЭВМ 63
Экспериментальное исследование масляного охлаждения 65
3.1. Экспериментальная установка моделирования теплообмена от поршня в охлаждающее масло 65
3.1.1. Схема экспериментальной установки 66
3.1.2. Измерение температуры исследуемой детали 68
3.1.2.1 Измерение температуры деталей двигателя в условиях возвратно поступательного движения 68
3.1.2.2 Исследование распределения температуры исследуемого элемента 83
3.1.3. Исследование параметров охлаждающего масла 86
3.1.3.1. Измерение расхода охлаждающего масла 86
3.1.3.2. Измерение температуры охлаждающего масла 87
3.1.4. Фотосъёмка процесса течения масла вдоль возвратно поступательно движущейся поверхности исследуемого элемента 87
3.2 Экспериментальная установка для определения параметров торможения струи масла вдоль поверхности течения 88
3.2.1 Схема установки 88
3.2.2 Параметры измерения 89
3.3 Оценка точности измерения 89
Результаты расчётно-экспериментальных исследований 92
4.1. Обработка результатов экспериментального исследования торможения потока масла в канале 92
4.2. Изучение фотосъёмки процесса взаимодействия струи масла с движущейся поверхностью охлаждаемого элемента 96
4.3. Расчёт локальных значений коэффициента теплоотдачи на охлаждаемых поверхностях по экспериментальным данным 100
4.4. Сравнение результатов теплового состояния исследуемого элемента полученного по данным эксперимента и путем математи- 100
ческого моделирования
4.4.1. Сравнение теплового состояния с гладкой и с дискретно-прямолинейной поверхностью охлаждения 103
4.4.2. Результаты исследований и расчёта с помощью МКЭ распределения температуры элемента с цилиндрической поверхностью охлаждения 105
4.4.3. Результаты исследований и математического моделирования теплового состояния элемента с поверхностью охлаждения повторяющей внутреннюю поверхность поршня быстроходного дизеля 112
4.5. Исследование локальных нестационарных тепловых нагрузок на поршне быстроходного дизеля 121
Общие выводы по диссертационной работе 123
Список литературы
