闭式内冷油腔体积对活塞冷却的影响

郝冠男，邓立君，刘瑞(.中国石油大学(华东)机电工程学院，山东 青岛 66580；.滨州学院机电工程学院，山东 滨州 56600；.滨州渤海活塞有限公司，山东 滨州 56600)

活塞内腔顶部增加冷却油腔的局部强化冷却方案可以有效降低活塞顶部和第一环槽的温度[1-4]。内冷油腔冷却活塞的过程是通过气缸下部的一个或多个喷油嘴对准活塞的进油孔进行喷油，由于进入冷却油道的机油受到惯性作用，在油道内与壁面产生了较大的相对速度，进而形成了强烈的振荡[5-7]，强化传热，有效对活塞进行冷却。

在活塞往复运动过程中，影响内冷油腔冷却效果的因素较多，如填充率、机油流量、发动机转速、喷孔直径、内冷油腔的位置、体积与活塞顶面面积的比值以及形状等。国内外学者通过试验和模拟的方法做了大量相关研究工作[8-13]。通过对活塞内冷油腔中流体流动和传热的研究，获得了不同发动机转速和冷却机油流量下内冷油腔中流动特性与传热特性，深入分析了机油通过率、填充率以及传热系数随转速和机油流量的变化规律[14-17]。但对于内冷油腔的结构设计依然没有统一标准。

对于带有内冷油腔的内燃机活塞，其内冷油腔的设计有严格的要求。本研究主要通过对比不同内冷油腔体积下，活塞关键位置温度和内冷油腔温度分布以及瞬态面积覆盖率、传热系数等的变化规律来分析活塞冷却效果的变化，为活塞内冷油腔体积的设计提供一定的理论支持。

1 试验装置及流程

1.1 试验装置

图1示出动态打靶试验台示意。……