却油腔的冷却油带走。其散热途径与活塞结构和冷却的方式密 切有关。般没有冷却油腔的或是大部分热量系通过活塞环散去， 而有冷却腔的活塞大部分热量通过冷却油带走，经过活塞环散去的热量仅为 左右。这样第道活塞环的热负荷就显著降低，但活塞顶部的热应力就显著 增加。因此对不同冷却方案它们的结构设计和热状态就全然不同。 综上所述，内燃机活塞式个在很不利的受热状态条件下工作的零件，活塞 的使用可靠性在很大程度上影响整台内燃机的使用可靠性。并且在种程度上将 限制内燃机升功率进步提高。而其中活塞的热状态是主要的个因素。 要评价活塞的热状态，直观而有效的方法是求得活塞的温度场，从温度场就 可总观活塞温度的全貌及其热流分布是否合理，以便为其热负荷的改善指明途径， 同时活塞的温度场还是求取热应力和热变形的主要依据。根据求得的应力和变形， 就可以判断活塞在工作状况下的疲劳强度，以及活塞的冷热形状，为活塞的最优 化设计提供依据。 活塞温度场测试概述 目前，活塞设计多采用经验值和理论计算如有限元分析等来预测活塞在发 动机中运行时的温度场分布。但该方法受到些因素的制约如活塞型式，边界 条件等，只能近似模拟活塞温度场，如想得到真实的数据,必须进行装机试验。 目前国内外公司采用的活塞温度场测试方法主要有以下几种 硬度塞法 硬度塞法测试温度的原理是利用经过淬火的种金属材料般采用 等在加热后产生永久性硬度变化,在不同的温度下进行回火,其表面硬度也 将不同的现象。这种硬度的最后变化,既取决于它所承受的最高温度,又取决于此温第章引言 活塞作为发动机最主要的受热零件之,它的工作情况直接关系到内燃机的 工作可靠性和使用耐久性，同时直接影响到内燃机的排放性能，其性能的好坏直 接影响整机的性能。高压气体燃烧产生的高温使活塞顶部乃至整个活塞温度很高， 且温度分布很不均匀，导致活塞产生热应力和热变形。随着内燃机在强化程度和 热负荷水平上的大幅度提高，由于特殊工况，而导致的热负荷问题更加突出。如 何正确模拟内燃机的特殊工况，准确计算活塞的温度场是解决这个问题的关键。 如果得到其温度场,便可有目的地进行设计,减小热负荷。 有限元方法的基本求解思想是把计算域划分为有限个互不重叠的单元，在每 个单元内，选择些合适的节点作为求解函数的插值点，将微分方程中的变量改 写成由各变量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线性表达式，借助于 变分原理或加权余，只能近似模拟活塞温度场，如想得到真实的数据,必须进行装机试验。 目前国内外公司采用的活塞温度场测试方法主要有以下几种 硬度塞法 硬度塞法测试温度的原理是利用经过淬火的种金属材料般采用 等在加热后产生永久性硬度变化,在不同的温度下进行回火,其表面硬度也 将不同的现象。这种硬度的最后变化,既取决于它所承受的最高温度,又取决于此温第章引言 活塞作为发动机最主要的受热零件之,它的工作情况直接关系到内燃机的 工作可靠性和使用耐久性，同时直接影响到内燃机的排放性能，其性能的好坏直 接影响整机的性能。高压气体燃烧产生的高温使活塞顶部乃至整个活塞温度很高， 且温度分布很不均匀，导致活塞产生热应力和热变形。随着内燃机在强化程度和 热负荷水平上的大幅度提高，由于特殊工况，而导致的热负荷问题更加突出。如 何正确模拟内燃机的特殊工况，准确计算活塞的温度场是解决这个问题的关键。 如果得到其温度场,便可有目的地进行设计,减小热负荷。 有限元方法的基本求解思想是把计算域划分为有限个互不重叠的单元，在每 个单元内，选择些合适的节点作为求解函数的插值点，将微分方程中的变量改 写成由各变量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线性表达式，借助于 变分原理或加权余量法，将微分方程离散求解。 因此，对活塞进行温度场应力场以及热负荷和机械负荷共同作用的藕合应 力场进行有限元分析，了解活塞的热负荷和综合应力分布情况，进而改进活塞， 提高其工作可靠性具有重要意义。 本文利用软件的实体建模方法，建立了汽油机活塞的三维实 体模型，对其温度场在三维有限元软件中进行了模拟分析。 活塞热状态概述 活塞是内燃机中处在非常不利的条件下的个重要零件。活塞受高温燃气 周期行的加热作用。燃气的最高瞬时温度般都高达，燃气平均温 度也高达左右。随着内燃机的平均有效压力和活塞平均速度的不断提 高，就伴随着燃气最高温度和平均温度相应升高。高温燃气与活塞顶面通过对流 和辐射两种方式将热量传给活塞，从而使活塞组的热负荷显著提高。 评定活塞热状态首先是活塞顶的最高温度，般活塞顶的最高温度高达 左右，随着汽缸直径增大则其最高温度更高，再加上负荷共同作用的藕合应 力场进行有限元分析，了解活塞的热负荷和综合应力分布情况，进而改进活塞， 提高其工作可靠性具有重要意义。 本文利用软件的实体建模方法，建立了汽油机活塞的三维实 体模型，对其温度场在三维有限元软件中进行了模拟分析。 活塞热状态概述 活塞是内燃机中处在非常不利的条件下的个重要零件。活塞受高温燃气 周期行的加热作用。燃气的最高瞬时温度般都高达，燃气平均温 度也高达左右。随着内燃机的平均有效压力和活塞平均速度的不断提 高，就伴随着燃气最高温度和平均温度相应升高。高温燃气与活塞顶面通过对流 和辐射两种方式将热量传给活塞，从而使活塞组的热负荷显著提高。 评定活塞热状态首先是活塞顶的最高温度，般活塞顶的最高温度高达 左右，随着汽缸直径增大则其最高温度更高，再加上大缸径活塞其壁较厚， 油品质和使用条件有关。 从燃气传入活塞顶的热量般约为燃料燃烧总热量的，约占传给冷却 水热量的。由活塞传给汽缸壁的热量通过活塞环，活塞销，活塞内表面 的空气，油雾和冷却油腔的冷却油带走。其散热途径与活塞结构和冷却的方式密 切有关。般没有冷却油腔的或是大部分热量系通过活塞环散去， 而有冷却腔的活塞大部分热量通过冷却油带走，经过活塞环散去的热量仅为 左右。这样第道活塞环的热负荷就显著降低，但活塞顶部的热应力就显著 增加。因此对不同冷却方案它们的结构设计和热状态就全然不同。 综上所述，内燃机活塞式个在很不利的受热状态条件下工作的零件，活塞 的使用可靠性在很大程度上影响整台内燃机的使用可靠性。并且在种程度上将 限制内燃机升功率进步提高。而其中活塞的热状态是主要的个因素。 要评价活塞的热状态，直观而有效的方法是求得活塞的温度场，从温度场就 可总观活塞温度的全貌及其热流分布是否合理，以便为其热负荷的改善指明途径， 同时活塞的温度场还是求取热应力和热变形的主要依据。根据求得的应力和变形， 就可以判断活塞在工作状况下的疲劳强度，以及活塞的冷热形状，为活塞的最优 化设计提供依据。 活塞温度场测试概述 目前，活塞设计多采用经验值和理论计算如有限元分析等来预测活塞在发 动机中运的最高瞬时温度般都高达，燃气平均温 度也高达左右。随着内燃机的平均有效压力和活塞平均速度的不断提 高，就伴随着燃气最高温度和平均温度相应升高。高温燃气与活塞顶面通过对流 和辐射两种方式将热量传给活塞，从而使活塞组的热负荷显著提高。 评定活塞热状态首先是活塞顶的最高温度，般活塞顶的最高温度高达 左右，随着汽缸直径增大则其最高温度更高，再加上大缸径活塞其壁较厚， 油品质和使用条件有关。 从燃气传入活塞顶的热量般约为燃料燃烧总热量的，约占传给冷却 水热量的。由活塞传给汽缸壁的热量通过活塞环，活塞销，活塞内表面 的空气，油雾和冷却油腔的冷却油带走。其散热途径与活塞结构和冷却的方式密 切有关。般没有冷却油腔的或是大部分热量系通过活塞环散去， 而有冷却腔的活塞大部分热量通过冷却油带走，经过活塞环散去的热量仅为 左右。这样第道活塞环的热负荷就显著降低，但活塞顶部的热应力就显著 增加。因此对不同冷却方案它们的结构设计和热状态就全然不同。 综上所述，内燃机活塞式个在很不利的受热状态条件下工作的零件，活塞 的使用可靠性在很大程度上影响整台内燃机的使用可靠性。并且在种程度上将 限制内燃机升功率进步提高。而其中活塞的热状态是主要的个因素。 要评价活塞的热状态，直观而有效的方法是求得活塞的温度场，从温度场就 可总观活塞温度的全貌及其热流分布是否合理，以便为其热负荷的改善指明途径， 同时活塞的温度场还是求取热应力和热变形的主要依据。根据求得的应力和变形， 就可以判断活塞在工作状况下的疲劳强度，以及活塞的冷热形状，为活塞的最优 化设计提供依据。 活塞温度场测试概述 目前，活塞设计多采用经验值和理论计算如有限元分析等来预测活塞在发 动机中运行时的温度场分布。但该方法受到些因素的制约如活塞型式，边界 条件等，只能近似模拟活塞温度场，如想得到真实的数据,必须进行装机试验。 目前国内外公司采用的活塞温度场测试方法主要有以下几种 硬度塞法 硬度塞法测试温度的原理是利用经过淬火的种金属材料般采用 等在加热后产生永久性硬度变化,在不同的温度下进行回火,其表面硬度也 将不同的现象。这种硬机最主要的受热零件之,它的工作情况直接关系到内燃机的 工作可靠性和使用耐久性，同时直接影响到内燃机的排放性能，其性能的好坏直 接影响整机的性能。高压气体燃烧产生的高温使活塞顶部乃至整个活塞温度很高， 且温度分布很不均匀，导致活塞产生热应力和热变形。随着内燃机在强化程度和 热负荷水平上的大幅度提高，由于特殊工况，而导致的热负荷问题更加突出。如 何正确模拟内燃机的特殊工况，准确计算活塞的温度场是解决这个问题的关键。 如果得到其温度场,便可有目的地进行设计,减小热负荷。 有限元方法的基本求解思想是把计算域划分为有限个互不重叠的单元，在每 个单元内，选择些合适的节点作为求解函数的插值点，将微分方程中的变量改 写成由各变量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线性表达式，借助于 变分原理或加权余量法，将微分方程离散求解。 因此，对活塞进行温度场应力场以及热负荷和机械负荷共同作用的藕合应 力场进行有限元分析，了解活塞的热负荷和综合应力分布情况，进而改进活塞， 提高其工作可靠性具有重要意义。 本文利用软件的实体建模方法，建立了汽油机活塞的三维实 体模型，对其温度场在三维有限元软件中进行了模拟分析。 活塞热状态概述 活塞是内燃机中处在非常不利的条件下的个重要零件。活塞受高温燃气 周期行的加热作用。燃气的最高瞬时温度般都高达，燃气平均温 度也高达左右。随着内燃机的平均有效压力和活塞平均速度的不断提 高，就伴随着燃气最高温度和平均温度相应升高。高温燃气与活塞顶面通过对流 和辐射两种方式将热量传给活塞，从而使活塞组的热负荷显著提高。 评定活塞热状态首先是活塞顶的