Стр. 6 - Н.Д. Чайнов, Л.Л. Мягков, Н.С. Маластовский - Методика расчета согласованных температурных полей крышки цилиндра с клапанами
Упрощенная HTML-версия
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
87
В дальнейшем для решения задачи о температурном поле крышки
цилиндра определяют результирующую температуру фаски клапана
о
з
о
з
c.o г
c.з ф.кл
рез
кл
c.o
c.з
,
Т d
Т d
Т
d
d
где
c.o
,
c.з
— коэффициенты теплоотдачи для седла при открытом
и закрытом клапанах, в случае контактного теплообмена имеющие
различные значения для впускного и выпускного клапанов;
o
,
з
,
θ
— продолжительность пребывания клапана в открытом и закрытом
положениях, соответственно, и длительность цикла, градусы угла по-
ворота коленчатого вала;
Т
ф.кл
— температура фаски клапана;
T
г
—
температуры газа в камере сгорания.
Тогда граничные условия третьего рода по седлу клапана для
расчета крышки цилиндра можно записать следующим образом:
рез
рез
кл
кл
(
).
q
Т Т
Однако температура
ф.кл
Т
является неизвестной величиной. В то же
время при определении температурного поля клапана неизвестна
температура седла
T
с
. Таким образом, последовательно решая задачу
нахождения температурных полей крышки цилиндра и клапанов,
можно составить итерационный алгоритм, в котором сходимость бу-
дет определяться на основании приращения неизвестных температур
ф.кл
Т
и
T
с
.
После расчета граничных условий по всем поверхностям крышки
цилиндра и клапанов проводят тепловой анализ крышки цилиндра с
наперед заданной температурой
ф.кл
Т
. Далее полученные температу-
ры седел осредняют по поверхности контакта и используют в каче-
стве граничных условий для расчета клапанов и определения
ф.кл
Т
.
На следующем этапе повторно пересчитывают температурное поле
крышки цилиндра. Итерационный процесс продолжается до тех пор,
пока различие между температурами поверхностей в сопряжении кла-
пан — седло на следующей и предыдущей итерациях не будет меньше
наперед заданного значения в один градус.
Объектом анализа была выбрана крышка цилиндра высокофор-
сированного двигателя типа ЧН26/26 при
p
e
= 2,1 МПа. В соответ-
ствии с приведенными выше зависимостями определяли граничные
условия по поверхностям теплообмена.
В качестве инструмента численного моделирования использовали
программный комплекс ANSYS Workbench. Для проведения расчетов
