活塞內冷油腔中納米流體振蕩流動與傳熱特性影響因素研究

肖 杰，鄧晰文，，謝光義，王金昆，雷基林，，朱蕊東

（1.昆明理工大學云南省內燃機重點實驗室，昆明 650500；2.昆明云內動力股份有限公司云南省內燃機高原排放重點實驗室，昆明 650200）

0 概述

隨著內燃機強化程度的進一步提高，活塞在氣缸內承受著更高的熱負荷。缸內超過50% 以上的熱流傳遞到了活塞上［1］，活塞若得不到有效的冷卻，將影響內燃機的整體耐久性及可靠性。內冷油腔振蕩冷卻是一種有效的活塞冷卻方式，冷卻油從噴油嘴噴入冷卻通道，隨著活塞的往復運動，冷卻油對高溫壁面產生沖擊作用，從而顯著降低活塞的熱負荷。此外，冷卻介質的設計也在一定程度上影響著活塞的冷卻性能。

1995年文獻［2］中提出了納米流體的概念。由于納米流體具有良好的懸浮穩定性，應用到內燃機冷卻系統中不會出現納米顆粒沉積、冷卻通道堵塞的現象，且納米流體的導熱系數比機油大很多，大量的研究結果表明，納米流體應用到眾多工程領域都展現出了優異的傳熱性能［3-4］。文獻［5-6］中研究了納米流體對發動機傳熱摩擦性能的影響，表明加入納米顆粒可減少發動機機械損失，顯著提高換熱能力。文獻［7］中研究了不同體積分數下Cu 納米機油和金剛石納米機油的流動與換熱特性，結果表明納米流體能顯著提升油腔的換熱能力。文獻［8-10］中采用了流體體積（volume of fluid，VOF）方法與Leverl-Set 方法耦合的方式研究了不同體積分數的金剛石納米顆粒對油腔的瞬態傳熱影響，結果表明隨著體積分數的增加，油腔的換熱能力增強。……