复合隔热组合活塞结构设计及优化

作者：张利敏; 王延荣; 许春光; 张卫正; 王昊; 刘玉婷

来源：内燃机学报, 2020, 38(05): 472-479.

DOI：10.16236/j.cnki.nrjxb.202005061

• 复合隔热组合活塞
• 设计
• 热应力
• 仿真

提出一种采用空气和隔热衬垫复合隔热的钢顶铝裙活塞,其中活塞顶、隔热衬垫和铝裙通过4个对称螺栓连接.为了解该活塞结构特性,开展组合活塞热边界分析,并进行活塞温度场仿真与试验测试对比,揭示空气隔热腔及隔热衬垫对整体活塞温度场的影响.结果表明:经活塞环槽区输出的热流减小约为20%,后续进行组合活塞机械应力及接触面压对比分析,验证了仿真模型的有效性.在此基础上进一步开展活塞热机应力分析,针对隔热衬垫与活塞顶接触面应力状态较差的部位,通过组合活塞结构匹配优化降低了结构应力幅值、改善了应力分布,其中应力幅值降低约为50%,据此最终完成复合隔热组合活塞设计.

• 单位
  北京理工大学; 中国北方发动机研究所