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摘要
为了研究小型强化内燃机燃烧室在爆震工况下的可靠性，本文以小型强化内燃机热力学系统简化模型为基础，建立了燃烧室内热力学参数之间的数值关系。基于Rover K16内燃机模型，采用有限元模拟燃烧室爆震现象，对活塞进行热-机耦合仿真，预测活塞进行爆震工况下的寿命。通过改变缸内空燃比，得到了不同工况下的缸压曲线，验证了爆震激励实验。研究结果表明：爆震的发生没有使应力超过活塞的强度极限，但大幅度增加了活塞的应力及变形值，而且改变了活塞的危险点位置。活塞顶面外缘压力最大，达到210 MPa,远超过燃烧室中心高压区域的初始赋值。最先发生破坏的位置在活塞顶面中心、活塞内腔交界处及第1气环处，计算得到内燃机可连续运行249 398 km,达到规定里程22万km。本文方法能够有效模拟爆震冲击波对活塞寿命产生的影响，对小型强化内燃机爆震工况下的寿命预测起到指导作用。
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单位北京科技大学; 潍柴动力股份有限公司
