发动机气缸盖气缸体一体化三维模拟研究

应用三维有限元方法,在发动机开发的布置设计阶段,建立发动机气缸盖气缸体的一体化模型,并进行详细的温度场分布和结构耐久性计算。在温度场分析中,引入水套CFD计算结果作为输入条件,并考虑材料的非线性温度效应,计算符合实际工况的温度分布。利用温度场的计算结果,进而进行结构分析,在考虑气缸垫材料非线性行为和各部件接触非线性的基础上,进行多个工况模拟,考察气缸盖气缸体的应力情况和疲劳安全系数,同时对气缸垫压力分布和缸套变形进行分析。     

“罪魁祸首”原来是密封胶

一辆东风153汽车的康明斯发动机使用时间不长就发生了烧气缸垫的现象，经拆检气缸垫后认为是装配原因，所以更换气缸垫并严格按气缸盖螺栓的拧紧力矩和拧紧顺序进行装配。但是时间不长又出现烧气缸垫现象，因为找不到故障原因，又更换了气缸盖和气缸垫。     

如何提高气缸垫的寿命

气缸垫是发动机的主要零件。气缸垫应能在长期高温高压条件下,保持气缸体与气缸盖之间的良好密封。气缸垫被压紧后,气缸垫的变形应能补偿气缸体和气缸盖由加工所造成的不平度。当气缸垫拆下后,应能恢复其弹性,以便下次继续使用。     

瞬态温度循环下的气缸垫密封分析与设计

针对气缸垫易于失效的受载和瞬态温度循环工况,提出了瞬态温度循环下的气缸垫密封设计与分析方法.采用材料和接触非线性有限元方法建立缸体、缸盖、气缸垫和螺栓一体化分析模型,进行瞬态温度和结构密封分析,采用密封压力和凸筋跳跃量对气缸垫密封进行评价.通过分析,识别出密封压力和凸筋跳跃量存在风险的区域,对设计进行改进,合理设置停止片高度,做到密封压力和凸筋跳跃量之间的平衡.     

疲劳试验密封方式对气缸盖应力分布的影响

为对比密封方式对气缸盖疲劳试验结果的影响,对采用O型橡胶圈和气缸垫两种密封方式分别进行有限元分析和应力测量试验,得到了同一气缸盖采用这两种密封方式时的应力分布情况。结果表明,采用O型橡胶圈密封时,气缸盖的应力值大幅度降低,气缸盖疲劳试验结果较开放。     

浅谈气缸垫新、旧标准日本标准的对照和实施

我国在1985年以前实施的气缸垫标准是NJ36—75标准,该标准只制订气缸垫选材、外观及几何精度等要求,已不能适应目前普遍采用高压缩比的发动机的需要,为此参照日本 JIS D3105—1979《汽车发动机用气缸盖垫片》标准,编制成 NJ—85《气缸盖     

进口气缸垫水、油孔扩圈

气缸垫的水、油孔护圈是气缸垫的重要组成部份,用以密封气缸体与气缸盖的结合面,以防止水道中的冷却水和油道中的油在结合面相互泄漏。因此有必要对其性能、结构、使用等方面进行了解和研究。一、随着国家的开放政策,外国先进的汽车和配件大量涌入国内市场。在广泛的使用过程中,普遍反映进口的气缸垫质量优于国产气缸垫。通过收集的国外产品发现进口气缸垫不仅对材料、工艺、外观的要求较     

润滑脂不要这样使用

安装气缸垫时涂润滑脂有些修理工在安装气缸垫时，习惯涂一层润滑脂在气缸垫上，认为这样可以增加发动机的密封性。殊不知，这样做不仅无益，反而有害。众所周知，气缸垫是发动机缸体与缸盖之间重要的密封材料，它不但要求严格密封气缸内所产生的高温、高压气体，而且必须密封贯穿气缸盖和缸体内的具有一定压力和流速的冷却水和机油，因而要求在拆装气缸垫时，要特别注意其密封质量。如果在气缸垫上涂润滑脂，当气缸盖螺栓拧紧时，一部分润滑脂会被挤压到气缸水道和油道中，留在缸垫间的润滑脂在气缸工作时，由于受高温影响，一部分会流人气缸燃烧，另一部分会烧成积炭存于缸体与缸盖的结合面上，在高压、高温作用下，极易将气缸垫击穿或烧穿，造成发动机漏气。因此安装气缸垫时切勿涂抹润滑脂。     

气缸盖螺栓二次紧固法

介绍了装配作业中可确保发动机气缸盖全部螺栓对气缸垫压力均等的二次紧固的特点和原理。     

气缸盖垫片燃烧室孔密封部位增强结构的设计

中型柴油机,特别是重型柴油机的引进和开发,用何种结构的气缸盖垫片(下简称气缸垫)解决密封?已成为柴油机设计者和气缸垫制造厂关注的问题。     

气缸衬垫漏水故障CAE研究

针对某发动机功率升级开发中出现的分组式缸盖第3缸和第4缸之间垫片渗水的故障进行了CAE计算分析。研究结果表明,发动机运行中,当第3缸无爆压,第4缸处于最高爆压时,分组式缸盖沿中间分开变形,变形不协调导致中间区域缸垫与机体、缸盖之间有间隙而发生漏水故障。     

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...     

小排量汽油机缸孔变形分析

降低小排量汽油机的机油耗,提升其经济性和排放性能是目前发动机设计的重要任务,文章从研究缸孔变形规律的角度出发,建立了小排量汽油机缸孔变形的整体接触模型,在基于缸垫非线性属性的基础上,分析缸孔在名义螺检预紧力作用下的缸孔变形量。结果表明,对于4缸小排量汽油机,第2缸和3缸的变形情况相似,第4缸的变形最大。采用有限元的计算方法,可以完整而准确的获得缸孔变形的全面信息,为结构的优化提供可靠的依据,     

基于强耦合理论的柴油机稳态传热计算

为了解决柴油机冷却水与机体组件之间的流动与传热问题,将强耦合理论应用于柴油机的稳态传热计算。建立了柴油机机体—缸盖—缸套—缸垫—冷却水腔的流—固耦合模型,通过内燃机工作过程仿真确定燃气侧的传热边界条件,进行了数值模拟。最终得到了冷却水腔内速度、压力、传热系数以及主要受热零部件的温度分布情况。     

An experimental study on the dynamic characteristics of cylinder head gaskets for diesel engine: dynamic characteristics in heating and cooling temperature cycle by abrupt change of water during steady operation

Experiments on a small, one-cylinder high-speed diesel engine were performed by changing the temperature of cooling water and also by changing the material and configuration of the cylinder head gaskets. Three kinds of cylinder head gaskets were made. The temperature was abruptly changed and the temperatures at several points of the cylinder head gasket and its peripheral region, the relative displacement between cylinder head and cylinder block, the loads of the cylinder head bolts, the indicator diagram, the pressure of gasket surface and combustion gas leakage were measured. The sealing characteristics in the transient state and the steady state of the cooling water temperature were investigated from an experimental standpoint. The effect of the temperature differences between the cylinder head, cylinder block and head bolts on the loads of the head bolts and the relative displacement between the cylinder head and cylinder block were observed for the test gaskets.     

缸盖螺栓断裂失效的分析

分析了断裂缸盖螺栓的化学成分、金相组织、宏观及微观断口形貌,以及力学性能和螺栓装配受力情况,分析结果表明,由于缸盖螺栓表面存在硬化层而且外观质量不佳,螺栓发生脆性断裂,造成了发动机冲缸垫故障,并提出了改进措施。     

发动机凸轮轴后端盖密封失效分析及优化

针对某型发动机开发试验中出现的凸轮轴后端盖密封失效问题，应用非线性有限元软件ABAQUS对后端盖、密封垫以及缸盖组成的整体系统进行了数值模拟，得到厂后端盖的变形和密封垫的压力分布。试验结果表明。导致密封失效的主要原因是后端盖刚度设计过低．对后端盖进行了结构优化，并进行了仿真和试验验证。结果表明，经优化后的凸轮轴后端盖能满足密封要求。     

考虑密封垫表面工作状态的盾构隧道接缝防水能力数值模拟研究

针对目前施工中盾构隧道防水密封垫经常出现粘贴不牢、沾水、不涂抹润滑剂等情况，构建了密封垫防水能力数值计算模型，将数值方法计算结果与常规计算结果进行对比，并对密封垫在底部与管片槽口粘贴、密封垫顶部涂抹润滑剂及沾水等多种工作状态下的防水能力进行研究。结果表明： 1）计算时是否考虑密封垫表面工作状态导致的闭合压缩力、平均接触应力结果差异分别为3.3%、23.9%，因此考虑表面工作状态的密封垫防水能力评估较为合理； 2）由于粘贴效应约束了密封垫底部的横向变形，其因此闭合压缩力及平均接触应力均大于不考虑底部粘贴效应的计算结果，影响值范围分别为31%~199%、0~245%； 3）密封垫顶部涂抹润滑剂能够减小闭合压缩力、增加接触面平均接触应力，影响值范围分别为4.7%~19.9%、6.5%~111%； 4）密封垫沾水时，闭合压缩力降低29.1%, 接触面平均接触应力降低8.7%； 5）在长期工作情况下，由于密封垫表面接触状态的变化，其平均接触应力整体呈下降趋势，最终下降约23.9%。