考虑结构因素影响的气缸盖底部热应力变形状态的计算分析

本文主要论述用计算方法在AM3系列柴油机气缸盖底部进行热位移和热应力的计算分析求得有关缸盖底部热弹性应力变形状态的详细和准确的信息以及评定各种结构因素的影响,使在改进或研究柴油机气缸盖新模型时有根据地作出设计判断。     

柴油机气缸盖温度的测量与研究(上)

为降低柴油机的热负荷和防止缸盖裂纹,本文介绍了用多点和移动式热电偶测量的缸盖温度分布,并证明了经改进的第三轮气缸盖有显著的优点。本文着重地分析了影响缸盖温度的各种因素,指出改善燃烧和加强传热是降低缸盖温度的根本措施,并提出了降低缸盖温度,防止局部过热的具体措施。     

超声声速法检测柴油机蠕铁气缸盖蠕化质量

阐述了超声声速法检测柴油机蠕铁气缸盖蠕化质量的基本原理 ,蠕化率与声速的关系 ,并对影响声速的其他因素进行了分析 ,实现了用超声声速法对柴油机蠕化气缸盖蠕化质量进行快速检测。     

车用柴油机冷却系统水流分布的试验研究

针对一台车用柴油机气缸盖出现的热疲劳问题,改进了原机缸盖结构,并进行了冷却系统水流分布试验,对比分析了改进前后的冷却水流量、压力损失、流动阻力特性和流动均匀性等.结果表明,缸盖结构改进后,提高了气缸盖的散热能力和耐热能力.     

柴油机气缸盖结构参数多目标优化

为降低柴油机气缸盖易发生疲劳失效部位的应力水平,提高疲劳寿命,基于有限元分析,采用正交设计方法,选取缸盖3个危险部位的等效应力作为优化目标,研究缸盖结构参数对优化目标的影响,并进行参数的灵敏度分析和筛选。构建了目标值与结构参数的二次响应面回归方程。采用遗传算法进行多目标优化,得到最优的结构参数组合方案。     

某柴油机气缸盖疲劳的可靠性预测

应用Pro/E三维造型软件和Ansa有限元前处理软件建立某柴油机气缸盖组合实体模型和有限元模型,基于Ansys的有限元结果利用FE-Fatigue软件对该柴油机气缸盖进行疲劳可靠性预测。疲劳试验验证缸盖是安全的,预测结果与试验结果吻合较好。     

柴油机缸体—缸套—缸盖—冷却水整体耦合传热仿真研究

采用CFX软件,对由缸体—缸套—缸盖—冷却水组成的系统进行耦合传热分析研究,探索了柴油机整机模拟技术的难点和重点。对耦合系统在标定工况下进行计算,得出了柴油机缸盖、缸套的温度场以及冷却水的流场,提出了冷却水道的改进措施。     

高强化柴油机气缸盖水流分布试验研究

采用流动显形法对典型增压柴油机气缸盖进行水流分布试验 ,得到冷却水在缸盖中的二维流场。并对不合理的设计进行改进 ,既减小阻力又加大了流量并且提高了流速 ,使缸盖得以充分冷却。     

某先进高速柴油机气缸盖结构评估

以某引进的高速柴油机气缸盖为研究对象,采用有限元方法对气缸盖的温度场、热机耦合作用下的疲劳强度和密封性进行了数值仿真和分析,探讨其设计理念及进一步提升性能的可行性,为国产化改进和设计提供了理论依据。结果表明,该柴油机强化程度达26 MPa·m/s,但气缸盖仍保持足够的强度、较低的温度和良好的密封,最大工作应力195 MPa,最高温度355℃,疲劳安全系数为1.7,在进一步提升柴油机性能时,该气缸盖的刚强度仍有足够的裕度。     

柴油机气缸盖多场耦合分析及冷却性能影响因素分析

通过热流固耦合分析方法,对某柴油机缸盖的温度场、耦合应力场进行了分析,并通过试验对计算结果进行验证。在此基础上,对缸盖冷却性能的影响因素进行分析。结果表明:入口质量流量在一定范围内变大,能够显著降低缸盖的最高温度,但质量流量继续增大时,冷却效果变化不明显;入口温度值的高低对缸盖最大温度影响效果较为明显;在大于层流层厚度范围内增大粗糙度,可降低缸盖的最高温度值,但效果不显著。     

基于CAE技术的气缸盖流固耦合温度场预测研究

采用合理有效的CAE技术实现了气缸盖温度场的准确预测,采用多软件、多场耦合技术,并结合多次迭代分析方法确保温度场预测准确可靠.研究结果表明,基于性能仿真计算(AVL-Boost软件)与水循环试验分析可获得气缸盖流场仿真边界条件,基于流场仿真分析(AVL-Fire软件)可获得气缸盖温度场仿真边界条件,基于流固耦合分析(Abaqus软件)可获得气缸盖温度场,多次迭代计算获得的温度场经试验分析验证了预测流程的合理性,为物理样机温度场的影响因素与改善措施分析奠定了基础.     

柴油机气缸垫状态参数预测与结构优化研究

为提高某重型柴油机气缸垫的可靠性和疲劳寿命,基于其温度场、热机耦合应力场和变形情况等状态参数利用相关方法对气缸垫的工作参数进行了优化研究。利用正交实验方法分析了缸垫的气缸圆直径、上水孔圆直径、隔热带长度、缸垫厚度和螺栓预紧力等5个工作参数对上述3个状态参数的影响规律,并确定了影响最为显著的4个工作参数。利用所提出的混合神经网络模型建立了工作参数与状态参数的对应关系模型,结合所提出的改进灰狼算法计算确定了气缸垫的最优工作参数值。分析结果表明改进后气缸垫的温度应力和变形情况得到显著改善,证明了改进的有效性和算法的准确性。     

柴油机气缸盖热负荷仿真分析

以某6V110高强化柴油机为研究对象,建立单排冷却水套流场分析模型,确定冷却效果最差的一缸。考虑材料塑性因素,建立该气缸盖流固耦合和结构分析模型,研究热应力的分布特点。结果表明,该气缸盖火力面最大应力及塑性应变均出现在排气道与气门交汇处,排气门侧发生疲劳破坏的可能性较大,与试验结果相符。基于流固耦合计算模型,采用正交设计方法研究了影响气缸盖热负荷的因素,燃气温度和冷却水流量是影响热负荷的主要因素。     

某改型汽油机机体热负荷分析

通过建立的气缸盖、机体和冷却水耦合计算模型,使用直接耦合法,利用CFD软件计算了机体温度场。计算结果显示,将汽油机原有的2气门配气机构改为4气门后,随着热负荷的加大,机体最高温度升高了22.1℃。并以此温度场为边界条件,利用FEA软件计算了机体热应力和热变形。结果表明,在只有热负荷作用时,改型后机体受到的最大热应力由51.0 MPa增加到60.2 MPa,最大热变形由0.27 mm增加到0.37 mm。     

重型柴油机四气门气缸盖的设计

在经验设计的基础上,采用冷却系统CFD与有限元分析相结合的方法,利用CFD定量分析确定了气缸盖的冷却水量和冷却水分布,利用有限元分析了气缸盖的温度场和疲劳安全系数,优化设计了一重型柴油机的四气门气缸盖,并进行了气缸盖测温和发动机可靠性试验。试验证明,该气缸盖工作可靠,测量的温度与计算的温度基本吻合,证明了气缸盖设计方法的有效性。     

冷却液流动均匀性对缸套热变形的影响研究

对某一高压共轨柴油机的冷却液流动特性和缸盖、缸套关键点温度进行了台架测试,为热分析提供边界条件;建立了缸盖-缸套-冷却水-机体流固耦合模型,应用流-固耦合传热方法,研究了冷却液流动均匀性对缸套热变形的影响,并优化了机体分水孔和缸盖上水孔的流动特性。结果表明:优化后的水套,各缸冷却不均匀性系数平均减小了9.78%;缸盖水套最高温度下降了8.64%,缸套最高温度下降了2.03%,缸套热变形最大值减小了1.10%。     

分体冷却式柴油机缸盖水套的CFD分析

利用CFD技术对一高速柴油机缸盖水套进行了分析。介绍了缸盖水套结构调整的基本原则及其计算网格的选取方法，并对3种方案的缸盖冷却流场进行了分析。指出，进一步减小沿进气道侧两缸相邻区域连接截面的面积，可以显著减少沿该侧的冷却液流量，增加沿着排气道侧和喷油器侧的冷却液流量。如在缸盖底部排气门侧加导流盘结构，其冷却效果更好。     

基于发动机台架考核方法的气缸盖高周疲劳特性研究

依据发动机台架考核规范,运用疲劳强度理论,对某铸铁气缸盖进行高周疲劳强度评估。明确温度和应力随考核工况改变的变化行为,研究气缸盖各区域受工作载荷的影响状况,为缸盖寿命评估模型提供载荷边界。结合疲劳理论,在考虑材料修正的基础上进行了疲劳特性分析和损伤状况分析。分析表明,气缸盖各区域的疲劳安全系数均大于1,视为安全,但冷却钻孔区域的安全裕度较小。