柴油发动机密封性能的研究

以WD615柴油发动机为例,针对柴油发动机缸垫结构,利用有限元法对柴油发动机气缸垫的密封性能的可靠性进行分析和研究。通过ANSYS Workbench平台,模拟了气缸垫、缸体、缸盖和螺栓的装配体在工况下的密封情况,计算气缸垫与缸体、缸盖的密封接触压力,并根据计算结果分析其在关键部位的密封的可靠性,总结并提出相应的解决方法。测试结果和有限元分析计算结果一致,说明了优化设计方案能有效地提升发动机的密封性能及特点,该试验方法具有重要的工程指导和应用价值。     

发动机缸盖底面平面度加工工艺改进

缸盖底面平面度是发动机缸盖总成的一项重要参数,因其与燃烧室、水油道与缸体的密封装配密切相关,底面平面度的好坏,直接影响发动机的密封性能。缸盖底面平面度超差可能会造成发动机气缸密封不严漏水、漏气、漏油,严重时冲坏气缸垫,导致发动机水油道贯通、油水混合,故底面平面度的加工工艺设计也越来越受重视。     

基于接触分析的气缸盖/气缸套密封性能研究

针对某160型柴油机的单体缸盖-气缸垫-气缸套密封系统,建立了装配体的有限元模型。采用接触分析法,研究了发动机功率提升前后,在预紧加爆压工况下原紧固螺栓对气缸垫密封性能的影响,并对气缸垫密封面的变形状态进行了弹塑性分析,对结构的密封性能进行了评价。结果表明,发动机功率提升后气缸垫发生了塑性屈服,但轴向应力仍均为负值(即压应力),轴向变形量亦均为负值(即压变形),说明提升功率后发动机工作过程中气缸垫仍然密封良好。较以往将气缸密封垫假设为弹性体相比,采用摩擦接触边界条件进行塑性有限元分析,更能体现缸盖与气缸垫接触面的真实应力与变形状态,因此接触分析法是研究缸盖/缸套密封结构的一种较佳途径。     

气缸密封性能的非线性接触分析

针对某高功率密度柴油机的气缸盖-气缸垫-气缸套-机体密封系统,建立装配体的有限元三维模型。采用非线性接触分析法,研究发动机功率密度提升后,在预紧工况下气缸垫参数设置对气缸密封仿真计算的影响,对气缸垫密封面的接触应力进行有限元分析,对结构的密封性能通过静态面压试验进行评价。结果表明:采用非线性接触边界条件进行有限元分析,更能体现气缸盖、气缸垫与机体接触面的真实应力,因此非线性接触分析法是研究气缸密封的一种有效途径。     

斯特林发动机气缸与活塞间隙密封的泄漏量分析

斯特林发动机的密封关键是气缸与活塞的间隙密封,能否有效地将其密封直接影响了斯特林发动机的性能与可靠性。斯特林发动机采用间隙密封,可以在完成密封作用的同时消除接触磨损和因此而产生的污染,但由于间隙内气体的泄漏,引起了工质的损失。建立了层流工况下斯特林发动机气缸与活塞间隙密封的数学物理模型,推导了密封间隙的泄漏量。再考虑由于实际工况和位置偏心引起的密封间隙的泄漏量,最后与理想条件下的泄漏量进行比较,得出结论:实际工况和位置偏心引起的密封间隙的泄漏量较理想状态下泄漏量大。     

车用铜质散热器质量提升的工艺改进方法和措施

一、散热器的工作原理。车用散热器（也称水箱）是用于汽车发动机缸体／缸盖水套内冷却液强制循环冷却的汽车零部件总成（见图1）。其工作原理如下：通过冷却液温度调节器2的控制，开启水泵3和冷却风扇8，发动机缸体水套1内的冷却液通过进水软管4流向散热器上水室5，由于压力的作用，冷却液通过均布的散热器芯子6的散热管流向散热器下水室7降温，并通过出水软管9流回发动机缸体／缸盖冷却水套内，完成对发动机进行的大循环冷却。     

柴油机气缸垫烧蚀的分析及预防

由于柴油机爆发压力高、噪声大,气缸垫烧蚀时不易察觉,难以判断,导致气缸垫更换不及时,造成气缸套变形、密封阻水圈损坏以及缸盖和缸体之间过梁处受高温高压气体的冲击,导致严重烧蚀沟痕,致使维修困难以及机件报废等现象,严重影响了发动机使用的经济性及可靠性。如何及时发现缸垫处于不正常使用状态,成为避免整机损坏的关键,以下从几方面对气缸垫烧蚀原因进行分析、判断及预防。     

发动机气缸垫使用注意事项

气缸垫是发动机气缸盖和气缸体之间的密封件。只有具备良好性能的气缸垫，才能防止漏气和漏水，保证发动机工作时的正常运转。由于其受到冷却水锈蚀、润滑油腐蚀、高温高压燃烧气体的冲击和拆装操作时的可能不慎等因素影响，很容易造成烧蚀和损坏，影响发动机动力的发挥。有些气缸垫寿命极短，根本使用不到中修期（一般中修时，才观其质量决定是否更换）。为延长气缸垫的使用寿命，在维修和使用过程中，应注意以下事项：（l）安装气缸垫时，确保气缸势质量良好。对于气缸垫质量的检验，用目视法可直接看出。好的气缸垫厚薄均匀、平整，孔眼…     

基于有限元分析的汽油发动机密封性能多物理场耦合研究

以某典型汽油发动机的气缸盖、气缸垫及气缸体组合结构为例,基于ANSYS Workbench平台全面模拟汽油发动机的工作状况,对其进行流体场、瞬态温度场以及瞬态结构场的多物理场耦合分析,获得汽油发动机冷却液速度、组合结构温度和应力、气缸垫变形,并探讨热载荷、机械载荷对汽油发动机密封性能的影响。结果表明,发动机组合结构在热载荷、机械载荷的共同作用下,发动机燃烧室所承受的等效应力较大且其变化较明显,气缸垫缸口处压纹变形也较明显,可通过调整燃烧室的水套结构、冷却液流速来降低等效应力,以及调整气缸垫的压纹结构、螺栓预紧力来降低气缸垫的变形,从而达到发动机密封性能提高的目的。     

发动机缸孔变形试验及工艺分析

汽车发动机缸体缸孔的加工质量直接影响发动机整机的性能,在工艺安排上,一直也是整个缸体加工工艺的重点。活塞在缸孔内高速往复运动,需要缸孔与活塞之间配合间隙合理。配合间隙太大,会引起密封不良（漏气、窜油）、动力下降;配合间隙太小则会使活塞裙部没有膨胀的余地,接触压力超过活塞和气缸之间的油膜所能承受的挤压强度（一般为4.9～9.8MPa）,润滑油膜将被破坏,引起黏着磨损（拉缸）故障。     

汽车发动机机滤模块密封性研究

为考察某发动机机滤模块的密封性能,采用ABAQUS软件对其进行了有限元分析,考察其接触面的压力分布和位移情况.结果表明,采用ABAQUS软件分析得到的接触面的位移情况和应力分布与实际较为一致.在设定工况下,该密封垫圈接触面的压力分布较为均匀,能满足密封性能要求.     

柴油机城市拥堵工况冷却系统传热分析

试验采用模拟城市拥堵工况即选取了怠速、启停、加速-减速工况,分别对4105ZL柴油机热机状况下的机体燃烧室缸盖及冷却水套布置的测温点进行测温。结果表明:小循环模式下,鼻梁区高温位置更易出现过冷沸腾传热,热机怠速时间越长冷却效果越差,适当减少冷却液流量可利用过冷沸腾增强换热;频繁启停发动机过冷沸腾受抑制,不利于发动机散热;增加大循环冷却液流量提高热机状态下循环加速-减速缸体散热程度。     

发动机渗漏检测

采用压缩空气检查渗漏部位 如果车辆行驶无力,油耗增加,可能是气缸压力降低。为了准确地测出故障部位,可在测量完气缸压力后,针对压力低的气缸,此时可采取简易的驻车检查方法进行确诊：用压缩空气检查发动机的渗漏部位（如图1所示）。     

某四缸汽油机气缸盖气缸体组合结构有限元分析

建立了某四缸汽油机气缸盖、缸体、主轴承盖等零件的三维有限元组合模型。使用有限元分析软件Abaqus,在考虑各组件非线性接触关系的基础上,计算了该组合体在标定工况下的振动响应。对该发动机进行了表面振动测量,通过振动测点处实验数据与该点处计算数据的对比验证了有限元模型建立的合理性。分析了爆发工况下缸体、缸盖火力面及缸孔的振动变形。结果表明:缸体裙部刚度较弱容易产生变形;缸盖火力面鼻梁区变形较大,缸盖火力面与气缸盖连接处容易产生较大的应力;缸孔的变形量较小在工程允许的范围之内。     

气缸盖螺栓密封圈密封性有限元分析与试验研究

运用有限元理论与ABAQUS分析计算软件,建立某乘用车发动机气缸盖螺栓密封圈与缸体装配体的有限元计算模型,计算密封圈在装配状态下的最大接触压力和Von Mises应力,并采用静态面压试验进行验证。结果表明,该密封圈满足密封性与强度设计要求,具有足够的安全裕度;仿真分析结果与试验结果吻合较好,验证了有限元分析方法的合理性。分析密封圈与缸体的摩擦因数与密封介质压力对密封性能的影响。结果表明,密封圈与缸体的摩擦因数对密封性能影响较小;接触面上的最大接触压力随着密封介质压力的增大而增大,密封性能随之增强。     

面压试验法及其在气缸垫开发中的应用

面压试验法广泛应用于气缸垫的设计、试制以及批量生产阶段,通过面压试验可以定性定量分析发动机气缸垫的密封状况,针对出现的问题如局部面压不足,密封筋断裂等予以改进,延长发动机的寿命,提高发动机的可靠性和稳定性。试验用面压纸通常有两种,一种是可定量测量的胶片面压纸,一种是可定性判断的无碳复写纸做的面压纸。目前业内多采用无碳复写纸做的面压纸进行试验,根据颜色的浓淡进行判断,成本低廉易于操作,但不能提取数值做定量分析,所以建议只在气缸垫批产后抽检时使用：而在气缸垫研发阶段建议用定量测量面压纸,虽然成本较高,但可以提高颜色浓度的分析精度,可以在电脑上实现压力的可视化及数据分析,还可以与以往数据进行比较,对样件进行更加精密、多方面的数据分析。     

热固耦合形变对BOG压缩机迷宫密封间隙的影响

大型BOG往复压缩机的压缩介质温度很低,气缸和活塞体在工作中承受着较大的应力载荷和温度负荷,变量对密封间隙的影响。结果表明:在热固耦合作用下,活塞和气缸两者变形量最大值均发生在活塞向上压缩的行程末端,其中,气缸变形量最大发生在缸体顶沿位置,活塞最大变形发生在活塞顶部端面中间环形部位。模拟分析表明,活塞与气缸产生的变形可使该大型BOG往复式压缩机压缩过程中密檿檿檿檿檿檿檿对活塞与气缸的间隙产生显著影响,并间接影响迷宫密封性能。为研究热固耦合形变对迷宫密封的影响,以某大型BOG往复式压缩机为例,以ANSYS Workbench为仿真平台,采用热固耦合方法对气缸和活塞进行仿真分析,得到气缸与活塞在热固耦合作用下的形变规律,确定其形封间隙增加0. 1～0. 15 mm的变形量。     

基于非线性的发动机气缸垫密封性能研究

以某汽油发动机金属气缸垫片为例,研究在受到螺栓预紧力时考虑非线性因素下金属垫片的密封性能,并通过有限元分析软件对气缸垫片进行仿真分析,最后将分析结果与面压实验进行对比.结果 表明,在仿真分析过程中考虑非线性因素更能体现气缸垫接触面的真实应力.观察面压实验结果与仿真分析结果,提出了一种简化气缸垫片的分析方法并对其结果的准确性进行了验证.本次研究既考虑非线性对气缸垫片接触压力的影响,也提出了一种新的气缸垫片仿真分析方法,同时此方法可以被其它密封产品的仿真分析所借鉴.使用这种分析方法可以在保证计算精度的同时极大的缩短计算时间,降低计算成本与研发周期.对气缸垫片密封性能的研究具有重要的意义.     

五种零部件的维修

1．缸盖变形的修理 两台日本川崎产KLD85Z型装载机的发动机缸盖翘曲变形,使气缸垫从水道口处被冲坏,造成燃烧室压力下降、发动机动力不足和散热器加水口往外冒水。连续换过两次气缸垫,各使用1个月后便又被冲坏。拆检后发现,气缸体、气缸盖均已发生变形。气缸体的不平面度误差为50μm,还符合技术要求,但气缸盖的不平面度误差达到0．20mm,这是气缸垫被冲坏的主要原因。     

基于ANSYS的Y形密封圈密封性能研究

利用有限元分析软件ANSYS研究Y形密封圈的密封性能,分析不同工作压力下密封偶合面间的压力分布与变形,得到密封偶合面间的接触应力分布规律及接触应力与工作介质压力之间的关系。模拟不同工况时Y形圈与相对运动表面间的摩擦力大小及Y形圈的挤出状况,给出不同间隙和不同工作压力下的挤入临界曲线。结果表明:Y形密封圈接触压力的最大值发生在密封圈与缸体接触的唇部区域;摩擦力最大值发生在Y形圈与活塞及缸体接触的2个唇形区域;Y形密封圈上下唇的最大接触压力随着工作压力的增加而增大,且总是大于工作压力,并且外行程时受到的摩擦力总是大于内行程时受到的摩擦力,因而具有良好的耐压性和密封性能。