中置缸套结构的设计分析与试验验证

在某型柴油机上将原项置缸套改为中置缸套结构,以改善第1道活塞环的冷却和减少缸套穴蚀问题.进行了缸套变形有限元计算、冷却系统CFD分析,以及缸套实际变形的测量验证,从而适应该型柴油机的功率、排放和耐久性升级的需求.     

D系列柴油机气缸套变形和气缸垫密封可靠性的有限元分析

本文对发动机缸套-机体-垫片系统在缸盖螺栓压紧力作用下的受力进行了分析,采用轴对称模形,对D系列柴油机气缸套变形和气缸垫密封可靠性进行有限元分析。结果表明,D系列柴油机气缸套的变形不同于传统的柴油机气缸套,在各种影响因素中,温度的影响起主要作用;D系列柴油机缸盖螺栓压紧力在缸套和机体之间的分配是合理的,缸套凸出机体顶面的量对气缸垫密封压力有一定影响。     

柴油机余热冷却系统对缸套热应力的影响研究

为研究余热冷却系统的使用可能对缸套造成的风险,建立了缸套有限元分析模型,对缸套温度场进行稳态仿真分析,并通过试验验证了模型的准确性.在稳态计算的基础上对缸套进行瞬态热应力仿真分析,结果表明:余热冷却系统运行时,缸套的热应力迅速降低,最大热应力远小于缸套材料的极限强度.该冷却系统对柴油机缸套而言是安全的.     

D系列柴油机缸套轴对称稳定温度场的有限元分析

本文对D系列柴油机的上部带凸缘的中部支承式缸套进行轴对称稳定温度场的有限元分析。在有限元分析中,采用Woschni经验公式计算气缸内燃气与壁面间的瞬时综合换热系数,并编制程序计算缸套内壁任一点的当地平均换热系数,用Hausen换热公式计算缸套外壁面与冷却水之间的换热系数,并根据缸套几个特征的壁面实测温度对换热系数进行适当的调整,以此来确定缸套温度场有限元计算的边界条件。计算结果表明,上部凸缘中支式缸套温度场分布不同于传统的上部支承式缸套。     

6110型柴油机机体组件的有限元分析

利用有限元分析技术对 6 110型柴油机的机体、缸盖、曲轴、主轴承盖、缸套、飞轮壳等柴油机主要零部件的组合部件进行了结构强度和刚度分析 ,获得了结构改进的依据。利用专业的三维造型软件Pro/Engineer建立了较为精确的机体、缸盖、曲轴、主轴承盖、缸套、飞轮壳等零件的三维模型 ;用试验方法获得边界条件 ,并用试验结果标定有限元计算模型 ,从而获得了较好的计算结果。     

无冷却柴油机陶瓷活塞及气缸套的结构设计和热负荷计算分析

本文针对改为无冷却柴油机后的165F 型柴油机的陶瓷活塞和气缸套的结构设计以及陶瓷材料的选择问题,利用有限元数值计算方法,进行了多种方案的温度场计算和热负荷分析,其结果可为该陶瓷柴油机的设计提供依据。     

基于热机耦合的国-Ⅴ柴油机活塞强度及变形数值分析

建立了国-Ⅴ柴油机活塞、活塞销、连杆和缸套等的有限元模型;利用非线性有限元软件ABAQUS分别计算了该柴油机活塞在最大热负荷工况下的温度场和热机耦合工况下的变形和应力,确定了活塞的最大热负荷区和最大应力区,并对活塞和缸套的接触应力进行了分析。模拟结果表明:活塞喉口部位承受最大热负荷,其温度为321.6℃,低于活塞材料的极限温度;在热机耦合工况下活塞裙部的最大应力为58MPa、最大变形为0.1mm,都在可接受范围之内;同时,活塞与缸套的最大接触应力为29.4MPa,在许用应力范围内。通过上述对国-Ⅴ柴油机活塞强度及变形的分析,可以判定此活塞结构能够满足设计要求。     

船舶发电柴油机缸套穴蚀的原因分析与探讨

介绍某轮船舶发电柴油机缸套穴蚀的故障现象及故障处理过程,结合柴油机缸套穴蚀的机理,对该轮发电柴油机缸套穴蚀故障的原因进行了探讨与分析.分析表明:发电柴油机管理不当、维护保养不良是造成此次缸套穴蚀的主要原因.据此提出了加强对发电柴油机日常维护管理的措施.     

汽缸套“端磨”的探讨

柴油机缸套的拉缸和穴蚀显著改善以后,缸套的端磨问题日趋突出。本文针对柴油机缸套端磨情况,进行了广泛调查研究,分析产生端磨的原因,从国外机车柴油机缸套借鉴,提出国产柴油机缸套改善端磨的理由、原因和办法。 本文在研究解决端磨问题的同时,从理论上进行分析校核,以证明解决端磨的途径,从 而提高缸套的使用寿命。     

柴油机增压后机体的改进设计

利用有限元分析技术对某机型柴油机增压后的机体、缸盖、曲轴、主轴承盖、缸套等柴油机主要零部件的组合部件进行了结构强度和刚度分析。根据分析结果对薄弱部位作了改进设计,并对改进后的设计进行了效果评估,结果表明,改进后的机体取得了预期的效果。     

基于流固耦合的柴油机缸盖缸套温度场模拟分析

以某型中速大功率柴油机缸盖缸套为研究对象,建立了流固耦合传热模型,利用STAR CCM+和ABAQUS软件完成缸盖、缸套的流固耦合仿真分析,研究了冷却水腔的流场、缸盖、缸套的温度场分布规律,为后续缸盖、缸套的优化设计提供了参考依据。     

污染颗粒--活塞环--缸套接触数值研究

运用商用软件ANSYS和自编程序,研究了污染颗粒对活塞环和缸套的影响.在求出了接触时间和润滑油膜对污染颗粒的摩擦力的基础上,分析了污染颗粒对活塞环、缸套所受应力以及对环腔气压的影响.计算结果表明：活塞环和缸套所受的Mises应力受到颗粒速度和它所在相对位置的影响;在不同的接触时刻和速度下的活塞环和缸套所受到的接触应力范围和大小均不同,并可能会出现非连续区域的残余应力.同时也发现,较大的污染颗粒速度有增大接触应力和改变最大接触应力点的作用;随着颗粒浓度和速度的增加,活塞环腔内气压会增加.     

激光微造型柴油机缸套的试验研究

采用激光微造型加工技术,在某柴油机气缸套工作表面上,加工出规则的交叉网纹型微观形貌.其表面评定参数优于传统平台网纹缸套,网纹沟槽清晰、分布均匀,网纹沟槽的深度和一致性增加,缸套表面平整,增加了承载面积.而装机试验表明,装配激光微造型缸套的柴油机工作正常,各性能参数稳定,缸套和活塞环之间摩擦学性能优于平台网纹珩磨缸套,发动机机油消耗比采用后者时降低了48.1%,活塞漏气量下降了49.2%.     

重型柴油机湿式缸套穴蚀损伤差异的数值模拟研究

本文针对某款重型柴油机在爆压提升前、后出现的穴蚀差异,提出了一种综合缸套振动变形与冷却液空化的耦合建模方法。首先基于活塞-缸套瞬态动力学模型,获取了缸套主副推力侧在活塞侧击作用下的动态响应,并通过台架试验进行了校验。然后,将仿真的振动信号以动网格形式输入流场,研究了缸套振动激励下两款柴油机不同水腔区域的空化波动特性,并结合实验与数值模拟解析了高爆压柴油机缸套穴蚀显著的主要原因。结果表明,缸套在活塞侧击作用下的振动响应与其约束模态有关,流场的空化强度与缸套振动幅值并非线性相关,而是与缸套的振动频率和模态振型存在耦合相关关系。这些研究成果为缸套穴蚀倾向的预测研究提供了新的思路与方法。     

柴油机气缸套四点磨损分析及机体结构优化

针对某柴油机在耐久试验后气缸套一环上止点处四点磨损故障,对气缸套、活塞以及活塞环进行仿真分析,结果表明:热态下机体及气缸套变形过大是气缸套四点磨损的主因.采取加宽、加厚机体上顶面,机体气缸套一环位置机体主推力、副推力两侧增加横向、竖向加强筋,加厚机体支撑肩下部等改进措施提升机体刚度.仿真结果表明:新方案气缸套一环变形平...     

用耦合法分析研究发动机的稳态传热

利用FLUENT分析软件对发动机的稳态传热进行了仿真模拟。以所建立的某柴油机耦合传热系统为例进行了仿真计算,得到了耦合系统(活塞、缸套、冷却水套)的温度场等相关信息。计算结果表明,用耦合法模拟柴油机活塞组、缸套和冷却水之间的稳态传热是可行的。     

基于流固耦合的气缸盖温度场仿真研究

以某高速大功率柴油机气缸盖为研究对象,建立了由气缸盖、气缸体、气缸套以及气缸盖内冷却水道组成的流固耦合系统;通过合理施加流体域及固体域边界条件,利用CFX进行流动与传热计算,得到了冷却水速度场、温度场以及气缸盖温度场,为气缸盖热机耦合的进一步研究提供依据。     

内燃机缸套-活塞间动态摩擦力与侧向力相干性的试验研究

为了测量缸套-活塞之间的摩擦力响应,采用浮动缸套法设计搭建了缸套-活塞摩擦力倒拖测量系统,通过台架试验获取了多种转速工况下缸套-活塞组件间的摩擦力和侧向力曲线,并用连续小波变换对实测数据进行了时频分析。结合缸套模态分析对实测信号频域信息进行理论解析,结果表明:缸套摩擦力波动特性与其结构固有模态有关。     

重型柴油机气缸套热负荷分析及结构优化

以某重型柴油机的钢制薄壁顶置湿式气缸套为研究对象,运用有限元法进行了气缸套三维温度场的计算,结果显示:缸套最高温度为229℃,出现在缸套活塞上止点附近;结合特定热边界条件,对气缸套的稳态温度场进行了计算,通过对比不同气缸套壁厚对热负荷的影响,明确了在气缸套的变形分析中考虑热负荷的必要性;为气缸套结构设计改进提供了理论指导和依据。     

基于润滑分析的气缸套二维磨损过程数值模拟及试验研究

活塞环-气缸套摩擦副的工作状况对内燃机的正常工作有重大作用。气缸套在使用过程中的磨损影响到活塞环-气缸套摩擦副的润滑状态和密封性,并进一步影响到内燃机的经济性、动力性和排放特性。为了解活塞环-气缸套摩擦副的磨损特性,在活塞环-气缸套2维润滑特性分析的基础上,建立了适合于工程实际应用的磨损模型,计算了气缸套的2维磨损量分布,研究了内燃机运行时间、润滑油温度、粘度、活塞环-气缸套表面粗糙度等因素对活塞环—气缸套摩擦副磨损特性的影响,对气缸套的寿命做了预测,并以试验对理论分析做了验证。