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。