曲轴

发动机工作时其内部是如何承受两千多度的高

发布时间:2024/12/8 14:11:03   

一般功率发动机在缸内燃气剧烈燃烧时大概每循环有30度以上时间处于℃以上,最高能有℃甚至更高,对于强化后的发动机(例如坦克发动机,尤其是近两代)就更不用说了。那么问题来了,为什么发动机燃烧室材料能承受如此之高的温度呢。

首先我们先来看一下缸套换热过程

由上图可以发现内燃机缸套的传热过程包括导热、对流换热、辐射换热三个环节,高温燃气与燃烧室壁面之间为对流换热和辐射换热;热量由燃烧室的内侧表面传递到外侧表面,或者由燃烧室高温零件传递到低温零件为导热过程;热量由缸体壁面传给水套中冷却水或者大气环境,当传热给冷却水时,为对流换热;当传给大气环境时,则含有对流换热和辐射换热。

所以我们就能找到为什么缸套为什么能承受如此高温度了。大概包括以下两点:

(1)缸内高温高压燃气处于高速运动中,试想发动机在r/min时,缸内每分钟要经过次进排气,混合后的燃气温度也就没那么高了,也就℃左右,然后燃气再与缸套内壁面与燃气接触部位进行对流换热(辐射换热量较小,暂忽略)。

(2)缸套仅活塞上止点以上内壁面与高温燃气接触,相对应与外侧循环冷却水一直在对缸套进行冷却,将大量热量带走,缸套下部也通过辐射及对流换热将部分热量散出。

因而综合作用的结果,对于功率较大缸套内壁面顶部最高温度也就两百多摄氏度,这对铸铁或者强化型柴油机缸套还是可以接受的。

附几张之前做的工作:

(一个循环内缸内燃气温度随曲轴变化)

(蒸发水冷某型号发动机某工况缸套温度)

(某循环水冷发动机某工况缸套温度场)



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