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.     

螺栓装配连接工艺对气缸密封的影响

在考虑气缸垫材料非线性及螺栓弹性相互作用条件下,设计了缸盖螺栓顺序预紧与交叉预紧两种装配连接工艺,采用非线性有限元计算方法建立了机体、气缸盖、缸套、螺栓、缸套支撑及气缸垫组合结构有限元模型,研究了螺栓预紧顺序与气缸垫接触压力之间的关系,得出了满足组合结构气缸密封特性要求的较好装配连接工艺.对比了螺栓残余预紧力的计算值与试验值.结果表明:采用非线性有限单元方法可以实现对机体、气缸盖、缸套、螺栓、缸套支撑及气缸垫组合结构螺栓预紧装配连接工艺的较精确仿真计算;顺序预紧时,螺栓平均残余预紧力及残余预紧力标准差都大于交叉预紧;气缸密封最差区域出现在气缸垫排气侧两螺栓中间位置,两种装配连接工艺都能满足气缸密封性能要求,顺序预紧气缸密封最差区域密封效果更好.     

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.     

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。     

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。     

考虑非线性因素的燃烧室密封特性分析

以某V型高强化柴油机为研究对象,考虑气缸垫中基材的弹塑性变形特性、密封橡胶的超弹性特性及燃烧室各部件间的接触非线性因素,建立了燃烧室气缸垫密封特性有限元分析模型。借助有限元非线性求解方法,计算气缸垫密封凸纹和橡胶密封圈表面的接触压力,以此评价发动机动力强化后燃烧室的密封效果,同时探讨了气缸盖螺栓预紧力与燃烧室密封特性的关联性,确定发动机动力强化后缸盖螺栓预紧力的优选范围。分析结果表明:强化后热-机耦合工况下,气缸垫密封凸纹上最小接触压力比强化前下降了13%,燃烧室密封效果降低;将缸盖螺栓预紧力控制在88~92kN范围内,可使燃烧室的密封性能达到强化前状态。     

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。     

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.     

金属型气缸垫的研制和使用

<正> 内燃机缸盖密封技术十分重要,它要求气缸垫在一定的外加压力作用下,以垫片材料自身的塑性变形来补偿机体同缸盖接合面的粗糙度和不平度。确保密封燃气、滑油、冷却水,以防渗漏。目前使用的气缸垫主要有金属型、包复型和复合型(表1)。由于B6135系列柴油机强化指标较高,又要满足耐用和经济性的要求,通过分析论证,认为金属型气缸垫最为合适。金属型气缸垫具有突出优点,压缩恢复性强、导热好,而且耐热、耐压,使用中变形小、不需重新扭紧缸盖螺栓、可多次拆装;材料单一、厚度精度高、容易生产,尤其适宜批量生产;零件表面采用致密涂层,能有效补偿密封面的贴合和防止金属表面的腐蚀。当然,也有     

Z12V190B型柴油机冲气缸垫的原因及预防

柴油机发生冲气缸垫是一种较大的事故 ,如发现不及时还会冲坏缸盖、缸套、机体等 ,造成较大的经济损失 ,因此必须引起高度重视。下面从使用和维修的角度 ,对所发生过的几种冲气缸垫情况分别阐述如下 :1　缸盖螺栓被拉长导致冲气缸垫　　这种情况较常见。其故障现象是 :缸盖螺栓部分被拉长 ,在机体和缸盖之间可观察到痕迹并有轻微漏燃气现象 ,严重时还会伴有随转速变化的漏气异响。经现场检查有以下原因。1.1　故障原因由于气门与活塞相碰 ,造成部分螺栓被拉长 ,导致缸盖旋紧力矩不足 ,高温燃气从缸内窜出而冲坏气缸垫。1.2　预防对策a.在日…     

大功率柴油机新型气缸垫的开发和应用

本文阐述新型金属气缸垫的开发、试制与应用．根据Ｂ６１３５柴油机非增压机型和增压机型的不同性能特性,先后研制了多层金属组合式和单层金属气缸垫,从而彻底解决了大功率柴油机在高压和高热负荷条件下的有效密封问题。该型气缸垫的开发成功,填补了国内大功率柴油机应用金属气缸垫的空白．     

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。     

150柴油机气缸盖连接螺栓预紧力施加的有限元及试验分析

对发动机机体进行结构强度的有限元分析的时,发动机气缸盖连接螺栓预紧力的施加方式及施加位置对有限元分析结果的精确度往往具有重要的影响.文章结合某150柴油机进行性能强化数值模拟计算,对该柴油机气缸盖连接螺栓预紧力采用不同位置施加,并用实验结果验证对比了各方案,得到了合理的方案,为螺栓预紧力的模拟施加提供了可借鉴的帮助.     

风冷柴油机气缸盖结构特点与工艺分析

本文简要分析了我国近年来引进的几种系列风冷柴油机的制造技术,D302,9LD-561-2、FL912、FL413风冷柴油机样机气缸盖的结构特点及其在我国中小型发动机制造厂的制造工艺性,以期促进我国系列风冷柴油机产品的研制开发与生产。     

高性能中速柴油机气缸套设计研究

通过对现代高性能中速柴油机气缸套结构设计对比分析、气缸套温度测量和有限元计算以及对气缸套材料和表面加工的研究分析,提出了现代高性能中速柴油机气缸套的设计要点。     

水冷柴油机气缸垫渗油问题分析与研究

针对装有1015系列柴油机的某型车试车时气缸垫与箱体结合面处有不同程度的油迹,疑是气缸垫失效导致渗漏问题,结合气缸垫、缸盖和箱体的安装、尺寸计算,对该现象进行了分析,并通过试验验证,确定了导致该现象的真实原因,并提出了优化措施,该问题得到解决。     

耦合法在柴油机传热研究中的应用

利用流固耦合的分析方法,将柴油机气缸盖、气缸垫、气缸体、气缸套等柴油机主要零部件以及缸内气体、冷却介质作为一个耦合体,进行燃烧室部件的传热数值模拟实验。其中,冷却水侧的对流换热系数和温度由CFD软件Star-CD对整个水路进行模拟计算获得;底板火力面侧燃气的对流换热系数和温度由GT-POWER软件对缸内工作过程进行模拟获得;缸套燃气侧温度由活塞组——气缸套耦合传热模拟获得。最终的计算结果与实验数据较吻合,可以为柴油机热负荷分析和柴油机设计提供理论依据。     

某四缸柴油机冲缸垫故障分析

对某冲缸垫故障柴油机进行了有限元分析,发现其主副推力方向变形较大,与采用德国HOMMEL缸筒变形仪测量的缸筒变形结果趋势吻合。重点提出了气缸体顶面刚度不足,可能是导致缸筒上部变形过大,密封面失效,产生冲缸垫故障的原因。在此基础上对缸体设计和水套布置提出了改进意见。改进后,气缸体通过了热冲击耐久性试验的考核。