重载柴油机气缸套变形分析及结构参数优化

简要分析了某重载柴油机的钢制薄壁顶置湿式气缸套在装配和使用过程中出现变形超差的影响因素。建立了由机体、气缸盖、气缸垫、机体螺栓、气缸套组成的组合结构有限元分析模型，利用多方案数值计算方法研究装配使用过程中气缸套变形机理及结构敏感部位参数，以便对改进设计提供理论指导和依据。优选的气缸套参数已用于某重载柴油机演示验证样机的气缸套结构设计改进。     

瞬态燃气压力下气缸盖动态响应研究

为研究周期性瞬态燃气压力对气缸盖动态应力及变形的影响,针对某型六缸柴油机气缸盖在四个循环燃气压力作用下的动态响应进行了仿真,建立了由气缸盖、气缸体、气缸套及螺栓组成的装配体模型,进行了网格划分及边界条件施加,通过瞬态动力学计算得到了燃气压力作用下气缸盖的动态变形和应力分布情况,可以为气缸盖可靠性设计提供数据支撑。     

气缸套变形多场耦合建模与分析技术

为完善气缸套变形分析技术,以V型柴油机为研究对象,考虑气缸套材料的非线性温度效应与构件间的接触非线性影响,建立气缸套变形分析有限元模型.应用流固耦合方法获得水套壁面传热边界条件,将气缸盖和气缸套的温度场耦合于缸套变形计算中,得到气缸套的截面变形量.借助离散傅里叶变换分析方法对气缸套变形进行分解,明确气缸套变形特征,并分析了变形影响因素,在此基础上,探讨了冷却水套入口冷却液温度与气缸套变形之间的关联性,总结出缸套变形的影响规律.结果表明:气缸套上端截面变形受温度和缸盖螺栓预紧力的影响大,气缸套中下部截面变形受温度影响小.适当选择冷却水套入口冷却液温度范围可有效控制气缸套变形量,该分析方法为柴油机气缸套多场耦合分析设计方法提供重要技术参考.     

气缸套压装变形研究

气缸套是发动机的心脏零部件之一,当它被装入机体或施加预紧力后会产生变形,其变形的大小影响着柴油机整机性能和排放性能.通过对不同配合间隙及预紧状态下气缸套的变形分析,可以找出影响气缸套变形的主要因素,为气缸套的设计和装配积累了经验.     

预紧状态下柴油机气缸套变形特性

为了有效抑制高强化柴油机气缸套变形导致的密封失效问题,针对气缸套横截面采用失圆度和傅里叶频谱的气缸套变形评价方法,分析了柴油机机体、气缸盖和气缸套等组合结构在预紧状态下的气缸套变形特性,获得了缸盖螺栓的预紧力、沉孔深度和位置分布对缸套变形的影响规律,并与试验测试结果进行了对比验证.结果表明:预紧力作用下,气缸套中上部呈现椭圆变形,底部变形较小;随着螺栓预紧力的增大,气缸套整体变形程度增大;而当螺栓沉孔深度增大时,气缸套2阶傅里叶变形增大,4阶傅里叶变形减小;最后,对角螺栓连线与进、排气口中心连线之间夹角的增大会导致气缸套变形显著减小.     

机体刚度对气缸盖—气缸套密封性能的影响

讨论了在某V6缸柴油机进行改进设计时,气缸盖-气缸套之间的密封性能在预紧工况和爆发工况时的工作状况。利用三维有限元分析方法,对两种机体方案的气缸盖-气缸套的密封性能进行分析,得出了预紧工况,爆发工况下密封圈的比压图及接触压力对比曲线,发现改进方案机体两侧刚度分布比较合理,有利于气缸盖一气缸套的密封。     

某柴油机气缸盖CAE优化设计分析

运用计算机辅助分析(CAE)技术对某机型气缸盖进行了模拟计算,分析了在热-机载荷作用下的气缸盖应力分布情况和应力峰值的变化,以及对气缸盖疲劳特性的影响,通过计算发现,气缸盖强度偏低和刚度不均衡时,易发生变形和疲劳破坏,基于此,提出了结构优化方案,通过优化局部结构,提高了气缸盖整体强度和刚度的均衡性,疲劳安全系数满足了实际使用要求。     

气缸套滑珩工艺概述

气缸套是发动机的心脏部件,其内表面与活塞顶部、活塞环、气缸盖底面一起构成了发动机的燃烧室,并引导活塞的往复直线运动,所以气缸套内表面既是装配表面又是工作表面,其加工质量的优劣直接影响到发动机的装配性能和使用性能.     

基于有限元方法的YZ4DE柴油机气缸套变形分析研究

利用有限元分析的方法对YZ4DE柴油机整机组合件进行了结构分析.为讨论气缸套的变形及其影响因素,提出了一系列评价气缸套变形的评价指标,如最大、最小半径,连续10个截面最大、最小半径,同轴度,圆柱度等.通过多个计算方案的对比结果表明:缸盖螺栓沉孔深度对气缸套变形影响最大,机体气缸筒外壁的铸造偏心对其影响甚小,缸盖螺栓预紧力的加大会加剧气缸套变形.     

6110型柴油机气缸套变形的有限元计算与分析

非工作状态下6110型柴油机气缸套的变形测试结果表明,六个气缸套在测试的三个截面上均发生失圆现象,且其长轴的方向有一定的规律性。机体顶平面与气缸盖之间的接触压力试验证明了这一部位的接触压力不均匀。通过有限元计算分析,发现缸盖螺栓预紧力的大小对缸套的变形有显著影响,气缸套的受力位置对缸套的变形也有较显著的影响。