陈笑天 邓立君

（滨州学院机电工程学院 山东 滨州 256600）

引言

近年来，随着柴油发动机的功率不断提高，其强化程度也不断提高，但高负荷导致的发动机活塞失效现象仍然存在[1]。为了避免这种现象发生，保障发动机安全稳定运行，朱海荣等[2]和曹元福等[3]提出了振荡冷却的方法。在发动机活塞头部附近设置冷却油腔，冷却油腔内填充一定比例的冷却油，当活塞进行往复运动时，冷却油腔内的冷却油不断冲刷冷却油腔的各个壁面，产生强烈的湍流，从而提高了传热效率。良好的内冷油腔结构能提高活塞的降温效率和可靠性，因此，合理的内冷油腔结构是非常有必要的。国内外学者研究发现[4-6]，内冷油腔的结构会影响活塞顶部和活塞销孔部位的温度及其可靠性。胡蕾[7]建立了无内冷油腔和带内冷油腔的活塞模型，发现加入内冷油腔之后，活塞各个区域的平均温度均有所下降。郝冠男等[8]通过网格技术和sst k-w 两相湍流模型，对内冷油腔的传热进行了数值计算。结果表明，在结构允许的范围内，内冷油腔的体积应尽可能大。耿泽伟[9]和刘庆刚等[10]研究发现，不同的冷却油腔截面形状对活塞的降温有一定影响。邓晰文[11]研究发现，内冷油腔壁面靠近燃烧室底部与活塞内腔顶部、增加内冷油腔截面面积可以增强其振荡传热性能，降低活塞的最高温度。王新[12]、石小明[13]、Yoshikawa T.等[14]研究发现，与无内冷油腔相比，带内冷油腔的活塞，其内冷油腔带走了活塞头部的部分热量，活塞冷却效果得到增强，环岸和第2 环槽区降温最为明显，燃烧室、内腔顶部次之，裙部下端降温最少。……