发动机活塞热障涂层温度测量的实验研究开题报告

 2020-02-18 07:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

发动机是舰船的心脏。舰船的发展与发动机的进步有着直接的关系。内燃机动力在未来 30~50 年仍是舰船的主要动力,但必须面对低碳减排和节油的挑战。活塞作为发动机的极其重要部件之一,其结构设计和材料的选择直接影响着发动机效率、油耗、噪声、排放、寿命等[1]。目前,发动机的发展方向主要朝着高功率、高转速、低油耗、低排放量进展[2][3]。发动机效率的逐步提升,随着热负荷的增加,随之而来的负面影响也在增多。例如:缸内最大爆发压力过大,会导致各零部件(缸盖、缸体和活塞等)承受机械负荷变大,强度不足发生破坏;工作温度超过材料承受能力,产生烧熔、蠕变、热疲劳和变形等;活塞温度过高,发生卡环现象。虽然提高发动机的转速可以减少缸内的热量损失,但同时会增加 no 的排放量,造成环境污染。为解决此类问题,人们开始寻求热障涂层的帮助。

所谓热障涂层(tbcs)是指由金属缓冲层或称金属粘结层和陶瓷表面涂层组成的涂层系统。陶瓷层是借助于这一中间的抗氧化作用的合金粘结层而与基体连结的。这一中间过渡层减少了界面应力,避免了陶瓷层的过早剥落。随着科学技术的进步,航天、航空、燃气发电、化工和冶金等众多领域促进了热障涂层的研究与发展。高炉的送风口和出渣口要在1100~ 1450℃下经受高速煤粉的冲刷和铁水的溶蚀,而应用tbcs作为耐热防护涂层,则可使其使用寿命显著提高;应用tbcs的新型雾化金属喷嘴具有极佳的抗腐蚀和抗热震性能,工作寿命长且对于保证超细粉末质量有显著作用;在汽车工业方面,发动机进出气口采用tbcs的阀座可降低该部件的损耗;tbcs也多用于以轻金属铝合金为基体材料的活塞式气缸顶部和边缘。一些专家认为,在未来10年,tbcs将会用到更加广阔的领域[4,5]。

1.2国内外的研究现状分析:

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2. 研究的基本内容与方案

2.1

2.1 以传热学为理论基础,综合实验与数值计算对发动机活塞稳态温度场进行测量。

2.2 采用creo三维建模软件建立发动机活塞的三维模型以及运用autocad制图软件绘制发动机活塞二维图形。

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3. 研究计划与安排



2019年2月18日——2019年3月25日:英文翻译,完成开题报告和文献综述。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]宫玉晨.内燃机活塞材料的发展现状与展望[j].内燃机与配件,2012,5:41-43.

[2]陈家瑞. 汽车构造(上册)[m]. 北京:人民交通出版社, 2006,1-42.

[3]蒋德明. 内燃机原理[m]. 北京:中国农业机械出版社,1988,18-39.

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