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。     

高载荷气缸盖刚度和强度的分析研究

以承受20 MPa爆发压力的铝合金气缸盖为研究对象进行结构设计开发。采用有限元仿真分析的方法对5种不同方案的气缸盖刚度和强度进行数值模拟,并在综合性能较好的F0方案气缸盖上开展电测试验和疲劳试验。结果表明,气缸盖主承力结构的调整对气缸盖各处最大主应力有不同的影响规律;F0方案气缸盖具有一定的高周疲劳可靠性;电测试验结果与仿真结果基本吻合,验证了仿真分析方法的正确性;疲劳试验验证了优化后的气缸盖可满足20 MPa爆发压力的设计需求。     

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。     

高强化蠕铁气缸盖热强度的分析与评价EI北大核心CSCD

采用经单缸机温度和应力测试验证过的流-固热耦合有限元模型,对某型高强化柴油机蠕墨铸铁气缸盖的冷却传热和热机耦合应力进行了计算分析。在此基础上研究了气缸盖火力面热流量、冷却液进口温度和流量等参数对气缸盖温度与热应力的影响,并引入机件热强度系数(C2因子)对气缸盖火力面鼻梁区抵抗热疲劳能力进行了评价。结果表明:C2因子能在一定程度上定量表征气缸盖的热强度,因而可对不同的结构设计方案进行快速定量对比;在高强化蠕墨铸铁气缸盖设计中采用高温冷却的思路,可提高气缸盖鼻梁区的抗热疲劳能力;增加冷却液进口流量能降低气缸盖鼻梁区的温度,但并不利于提高气缸盖鼻梁区的抗热疲劳能力。     

基于矢量法的气缸盖水腔流场数值分析

利用CFD软件STAR-CD对同种型号4缸柴油机两种不同结构的气缸盖冷却水腔进行速度场的模拟分析比较,分别得出了具有切向进气道和螺旋进气道气缸盖冷却水腔的速度分布特点,采用一种新方法对多个切面进行速度矢量的比较,速度场更加直观,由此判定两种结构的气缸盖水腔在速度分布方面的优缺点及其对温度分布的影响。     

集成水空中冷器的进气模块

在1个联合开发项目中,Behr公司和Mann+Hummel公司利用风洞装置进行整车试验,对空空中冷方式与进气管集成的水空中冷方式进行了比较。与采用空空中冷方式的量产中冷器相比,集成了水空中冷器的进气模块样件可显著减小进气压力损失,使各排气歧管的温度分布更均匀,还可明显减小压气机与气缸盖之间的增压空气容积。     

重型车用柴油机气缸盖内流动与传热研究

针对某重型车用六缸柴油机气缸盖热负荷过高、鼻梁区出现热裂情况,对冷却水套内的三维流动进行了数值模拟.根据数值模拟结果,提出了4种冷却水套改进方案,其中改进方案1使气缸盖底部的冷却水流速增大了68.73%,鼻梁区对流换热系数提高了56.55%.气缸盖底部温度测量结果表明,气缸盖鼻梁区最高温度降低9.2℃,垂直温度梯度降低19.55%,较好地改善了该型柴油机气缸盖的热负荷.     

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。     

热负荷下的气缸盖温度测量

在对热机械负荷下的气缸盖寿命进行数值评估之前,必须先按工况计算出气缸盖的温度场。由于温度场对所计算的气缸盖寿命至关重要,因此,必须将计算温度与测量温度进行比较。介绍一种由德国慕尼黑工业大学研究出的气缸盖温度测量方法,它利用一种特殊的高温黏结剂可使热电偶固定在与火力面平行的钻孔内。     

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.     

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。     

基于ABAQUS汽车发动机缸体缸盖温度场分析

为了在发动机开发初期了解发动机各结构的温度分布情况,文章采用有限元的方法对某发动机进行温度场分析。先运用Fire软件计算近壁面的温度场及流场,然后将温度以及换热系数映射到结构网格的单元上,再利用ABAQUS进行结构的温度场分析。通过对结果的分析发现,气缸盖的鼻梁区部分温度较高,但所有部件的温度均未超过材料的极限值,整个发动机的温度场分布较合理。     

柴油机气缸盖与气缸套温度场测试系统

以某柴油机气缸盖和气缸套温度场分布规律为研究对象,设计了基于热电偶测温法的温度测试系统,测试时将热电偶铆入被测点,获取了多种工况下气缸盖和气缸套上多个测点的温度变化规律,准确可靠的测试数据为柴油机的设计、改进和验收及可靠性研究提供依据.     

汽车发动机气缸热喷涂涂层的现状与发展

为了提高汽车发动机气缸壁热喷涂涂层的耐磨性能并降低燃料消耗,系统分析了该涂层的失效机制,综述了汽车发动机铝合金气缸壁耐磨涂层、气缸盖内表面以及活塞端面耐热涂层的热喷涂制备及发展现状,指出通过优化喷涂工艺提高涂层中固体润滑剂含量有助于提高涂层耐磨性,而通过喷涂制备合理结构的梯度涂层有助于提高耐热涂层的寿命。提出通过控制涂层中孔隙及其分布来改善涂层储油能力,通过原位形成具有自润滑功能的氧化物来改善涂层减摩性能,以及通过适当提高基体温度改善粒子间结合来提高涂层抗粒子剥落磨损性能将是该类涂层进一步发展的主要方向。     

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。     

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...     

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。