3. 3 冷卻不良下的活塞溫度場(chǎng)和熱變形
   
    由于冷卻水內(nèi)腔表面特性的改變和局部冷卻水流速的變化，勢(shì)必對(duì)冷卻水的對(duì)流換熱產(chǎn)生影響，進(jìn)而使缸壁的綜合換熱系數(shù)發(fā)生變化。綜合考慮兩者的影響，將冷卻水對(duì)流換熱系數(shù)由正常工況的 2 845 W/ m2 ℃，依次減小為 2 660，2 401，2 198，2 000，1 840（W/ m2 ℃），分別輸入?yún)?shù)化有限元程序進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如圖 7，8。
   
    從圖 7，8 可以看出，當(dāng)冷卻水對(duì)流換熱系數(shù)減小時(shí)，活塞整體溫度迅速增加，而后溫升減慢，這與多層熱阻疊加原理相一致。當(dāng)冷卻水對(duì)流換熱系數(shù)減少到 1840 W/ m2 ℃，活塞最高溫度已達(dá)到 296. 92 ℃，頂環(huán)槽最高溫度也達(dá)到 263. 17 ℃。如在此工況下運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，必將造成整機(jī)可靠性下降，甚至導(dǎo)致整機(jī)故障出現(xiàn)。
   

    4 結(jié)論
   
    （1）運(yùn)用 COSMOS/ M 參數(shù)化有限元程序語(yǔ)言及 Delphi 語(yǔ)言，編制了活塞參數(shù)化有限元計(jì)算程序及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口，為活塞變參數(shù)值的熱負(fù)荷定量分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了有力工具，并對(duì) 490 型柴油機(jī)特殊工況下的熱負(fù)荷進(jìn)行了仿真計(jì)算分析。
   
    （2）通過(guò)計(jì)算可以看出，在高速高負(fù)荷及冷卻不良的特殊工況下，490 型柴油機(jī)活塞的整體溫度上升明顯，活塞最高溫度及活塞頂環(huán)槽的最高溫度均已超過(guò)活塞正常運(yùn)行的峰值，大大降低了內(nèi)燃機(jī)整機(jī)的可靠性，這恰恰也是部分 490 型柴油機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中，長(zhǎng)時(shí)間高速超負(fù)荷運(yùn)行進(jìn)而導(dǎo)致活塞系統(tǒng)產(chǎn)生潤(rùn)滑不良、磨損加劇，甚至抱缸、卡死等故障的主要原因。上述事實(shí)一方面說(shuō)明 490 型柴油機(jī)活塞不易在高速高負(fù)荷工況下運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，同時(shí)也表明了冷卻水系統(tǒng)對(duì)于水冷柴油機(jī)活塞保持正常運(yùn)行狀態(tài)的重要性。