用于模拟珩磨中的仿真缸盖设计

缸体缸孔圆柱度大是导致发动机机油耗过高、活塞漏气量大的主要原因之一。目前各大主机厂发动机生产线均引入缸孔模拟珩磨工艺,在缸孔加工时提前装配仿真缸盖,将螺栓拧紧后产生的缸孔变形提前显现,在缸孔精镗或珩磨时去除变形,从而减小缸体在发动机装配产品缸盖后的缸孔圆柱度。仿真缸盖又称"工艺缸盖",是缸孔模拟珩磨工艺的关键部件。为此,需要研究其设计结构、材质、刚性、高度等对还原复装产品缸盖后缸孔圆柱度的影响。研究结果表明,仿真缸盖刚性是主要影响因素,在保证仿真缸盖刚性前提下,优化结构、更改材质、减小高度等方法对缸孔变形改善效果提升不明显。     

某型柴油机机体变形评价方法研究及结构优化

针对国内对于柴油机机体变形评价方法不完整的情况,提出对于圆孔变形采用同轴度、圆柱度、各截面圆度及漏光率作为评价指标,对于平面变形采用平面度作为评价指标,并进行了详细描述。利用有限元方法对单缸柴油机机体进行结构分析,采用新的变形评价方法对比不同方案下机体的刚度。分析结果表明:新的变形评价指标可以有效地评价柴油机机体的变形情况,改进设计后的铸铝合金机体与原铸铁机体相比,气缸套内孔圆柱度显著减小,气缸套各截面的圆度与漏光率下降,且其他圆孔和平面的变形都能满足要求;与直接改为铸铝合金的机体相比,刚度得到很大优化。     

使用模拟缸盖加工缸体的缸孔变形量的研究

介绍使用模拟缸盖技术与不使用模拟缸盖技术加工缸体的缸孔变形量的对比,试验表明,使用模拟缸盖技术加工的缸孔变形量减小60%左右,使用模拟缸盖技术加工缸体,重要的是确定合适的模拟缸盖螺栓拧紧力矩,选择合适的拧紧力矩,可以使缸孔变形量降到最小。     

模拟缸盖工艺对无缸套机体缸孔变形影响分析

缸孔变形是导致发动机机油耗高、漏气量大的主要原因之一.为减小缸孔变形,以某中型无缸套发动机为研究对象,建立机体-缸垫-缸盖一体化计算有限元模型,进行缸孔变形分析,设计模拟缸盖工艺及工装.对模拟缸盖加工工艺与普通加工工艺进行样件测量验证.结果表明,采用模拟缸盖加工的缸孔圆柱度明显改善,可有效减小缸孔变形量.     

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.     

模拟缸盖工艺在当代内燃机制造业中的应用

在缸体机加工中,引入模拟缸盖工艺新技术,以减少发动机装配时缸体因受缸盖螺栓轴向力作用而产生的较大缸孔变形,影响发动机品质和性能。通过采用新技术,对原有缸体机加工工艺进行适当调整,在确保模拟缸盖螺栓符合技术要求前提下,实现了提升缸体制造质量的目标。以轻量化小排量汽车发动机的铝制缸体为主要研究对象,对模拟缸盖工艺进行试验验证。试验结果充分表明:执行模拟缸盖工艺后,发动机装配时的缸孔变形得到改善。这项新技术也适用于铸铁缸体,表明其在动力总成领域有推广价值。     

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.     

车用柴油机缸孔在缸盖螺栓预紧力下变形的数值模拟与试验研究

建立了493车用柴油机缸孔变形的整体接触关系模型,提出了缸盖垫的非线性组合模型及缸套圆环模型。对缸孔在缸盖螺栓预紧力下的变形进行数值模拟,并在相同状态下进行静态测量。模拟结果表明:对于4缸柴油机而言,第二缸与第三缸变形的方向和大小均相似,而第一缸与第四缸则各不相同。静态测量结果显示:各横截面的变形趋势及最大变形位置与模拟结果基本相同,变形值误差为3%～12%。采用模拟计算和试验测量相结合的方法,可以获得缸孔变形的全面信息,为优化结构设计提供依据。同时也可对模拟模型和边界条件的正确性进行标定和验证。     

采用工艺缸盖的缸体珩磨数值分析与验证

以某发动机的开发过程为例,探讨解决缸孔变形问题的工艺缸盖方案。在螺栓工艺确定的情况下,通过工艺缸盖珩磨技术,施加真实缸盖进行测试,发现一缸、二缸圆柱度分别为14.35μm,12.01μm,均超出测量标准8μm的要求。后期整改过程中,新工艺缸盖方案的分析表明,缸孔变形量控制在设计标准内。通过测试-分析-设计-分析-测试完成工艺缸盖的优化,实现问题闭环。     

采用CAE分析柴油机冲缸垫与机体顶面变形大故障

采用CAE方法分析了某新开发的柴油机试验过程中不断出现的冲缸垫与机体顶面变形大故障,发现故障系机体受力后产生严重塑性变形所致。根据分析结果,提出了加长缸盖螺栓长度以加深机体螺孔,同时加深缸盖螺栓孔的沉孔深度,使所有螺纹都处于缸套支承面以下的优化方案,计算与试验结果表明,优化后该柴油机机体的受力变形大幅减少,通过了500h冷热冲击可靠性试验,完成了产品开发。     

某发动机工艺缸盖螺栓的设计与验证

针对某发动机由于缸筒变形过大,导致机油耗过高的问题,通过对工艺缸盖的使用分析,介绍了工艺缸盖螺栓的设计过程和验证方法。试验验证表明:最终确定的工艺缸盖螺栓目标轴向力和拧紧规范满足使用要求;解决了发动机缸筒变形问题。     

柴油机高强度缸盖螺栓强度校核方法研究

结合大功率柴油机提升功率的数值计算工作,介绍了评估气缸盖螺栓强度的两种方法:静强度分析法和疲劳强度校核法。就疲劳强度校核在考虑螺纹的基础上建立了螺栓的CAD实体模型,并采用接触分析法,对螺栓的应力应变状态进行了有限元计算分析。     

汽油发动机气缸垫失效原因分析及设计预防研究

发动机气缸垫失效会引起整个发动机报废的严重后果,其原因主要是气缸垫设计不合理、发动机缸盖和缸体局部变形量过大、发动机缸盖螺栓夹紧力大小及其分布不合理、缸盖螺栓拧紧工艺不合理和缸体缸盖表面质量等几个方面。本文针对以上方面做了充分的阐述。利用科学的模拟分析方法指导气缸垫密封凸筋的分布与设计,通过计算得到合理的螺栓夹紧力,选择适当拧紧工艺,利用密封看板100%检测缸体和缸盖的结合面表面质量,通过这些措施降低和均匀缸盖各区域形变量,确保气缸垫在发动机完整生命周期内起到良好的密封作用。     

基于振动和缸压信号的柴油机敲缸故障识别

针对某型船用柴油机的敲缸故障,提出一种基于振动和缸压信号的联合分析诊断方法。结合上止点传感器的脉冲信号,将振动和缸压时域信号根据柴油机曲轴转角位置转换为曲轴转角域信号。根据在曲轴转角域出现敲缸特征信号时对应的振动加速度判断柴油机敲缸激励源频率范围,在此基础上通过带通滤波降噪提高敲缸特征信号的信噪比。基于四冲程柴油机工作周期与曲轴转角的关系对振动和缸压曲轴转角域信号提取故障特征。经柴油机多工况数据验证,本方法对识别柴油机敲缸故障简便、有效、准确性高。     

应用直接耦合法模拟计算气缸盖、机体温度场

使用CFD软件建立了气缸盖、机体和冷却水套组成的耦合模型,采用直接耦合法计算了某3缸汽油机气缸盖、机体温度场。计算结果显示:气缸盖最高温度为223.8℃;气缸盖各缸燃烧室壁面温度分布不同,其中第3缸燃烧室壁面温度较低;机体最高温度为283.8℃,出现在第2缸、第3缸之间的连接处。且计算值与测量值吻合较好,最大误差为7.64%,这反映了直接耦合法在气缸盖、机体温度场数值模拟中有足够的精度。     

某四缸汽油机缸体螺纹滑扣失效分析

针对缸体主轴承盖螺栓螺纹在试验和装配过程中出现滑扣,对导致此现象的原因进行分析。主要从缸体螺纹设计、加工、缸体铸造质量、螺栓设计、螺栓加工等方面进行详细分析,结果表明,主要原因为缸体螺纹加工工艺选择不合适、螺栓旋合长度偏小、螺栓结构设计不合理和初始力矩选择不合适。     

气缸磨损的测量与搪缸工艺研究

介绍了气缸磨损程度的两个测量指标—椭圆度和不柱度以及测量方法;重点从选择修理尺寸、确定搪削量和搪削次数、气缸的定心法和搪缸的切削等几个方面研究了气缸搪缸的工艺。     

发动机气缸搪磨工艺分析

介绍了灰铸铁或合金铸铁缸套在搪磨时如何正确选择缸壁间隙、搪缸定位基准、气缸珩磨网状切削线交角方法。还介绍了珩磨油石的选择方法和搪缸机常见故障产生的原因及排除方法。     

增压发动机开式水套缸体缸孔变形优化的研究

随着汽车轻量化技术的逐步发展,目前大多数的发动机在设计时会采用铸铝缸体。增压机型在采用铸铝缸体时,一般会设计为开式水套,以便缸孔顶部能够获得更好的冷却效果来满足其高热负荷的要求。但由于开式水套的顶部为全开放式结构(相当于悬臂),所以在装配力、热负荷、爆发压力、活塞侧向敲击力等因素共同影响下,容易发生缸孔变形量大的问题。本文以一款增压机型的铸铝缸体(开式水套)为例,论证优化其缸孔变形量的方法。