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《天然氣發(fā)動機缸蓋底板的改進(jìn)設(shè)計.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第54卷第4期V01．54No．4農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程AGRICUⅢRALEQUⅡ’MENT＆VEHICI正ENGINEERING2016年4月April2016doi：10．3969巧．isSn．1673—3142．2016．04．012天然氣發(fā)動機缸蓋底板的改進(jìn)設(shè)計成凱1，余建發(fā)2，張桂榮2(1．25006l山東省濟(jì)南市山東大學(xué)能源與動力工程學(xué)院；2．402262重慶市濰柴重機股份有限公司重慶分公司)【摘要】在某型號天然氣發(fā)動機缸蓋的基礎(chǔ)上，對缸蓋底板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。運用Abaqus有限元分析軟件對改進(jìn)前后氣缸蓋進(jìn)行熱機
2、順序耦合計算分析，主要對比分析兩種氣缸蓋底板的應(yīng)力分布狀況。為了更加真實地模擬缸蓋的應(yīng)力場，計算中考慮了裝配應(yīng)力對缸蓋的影響。結(jié)果表明，改進(jìn)后的缸蓋底板溫度和應(yīng)力明顯降低。發(fā)動機可靠性得到提升。【關(guān)鍵詞】氣缸蓋；溫度場；熱應(yīng)力；綜合應(yīng)力[中圈分類號]砸弭32[文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A[文章編號】1673—3142(2016)04—0047_05ImprovedDe響尹ofCNGEngi恥C，曲derIIe柏Hate)【i粕Kail，YuJi蛐fa2，zhangGuimn92(1．schoolofEnerg)r舳dPowerE嚼ne甜ng
3、，ShandoIIgUnive瑪ity，Ji啪C畸，Sh蛐dongPIDviIIce250061，Chim；2．WeichaiHeayyM∞hineryCo．，圳．Chon鵲ingB砌ch，Chon羽ing402262，China)【Ab刪】Ba艙dont．1ecylinderheadofacenaintype0fnaturalg夠en百ne，tllestmctu陀ofcylinderh髓dplatew酗opti-mized．ThetlI鋤al—mech明icalc叫plingcalculationr
4、esIlltsofcyl
5、inderheadw硒analyzedbyusingfiIliteelementaIlalysiss硪·wa陀AbaqIls，cylinderheadplates疵88distributionbetweentlleorigiIlal柚dtlleimpmvedcylinderheadw踮mailllycompared．IIlordertomaketllecylind盯headsⅡ屯s86eldclosert0realit)r，t11e枷6ectof鵲semblysn℃ssontllecylinderheadw踮co璐ide地di
6、n幽Illati帆聃alysi8．neresuhB8howtlIatt}leimpmvedcylinderheadplatetempemture趴ds№ssdecre船esi即mcaIldy，tlleeIlgi艙reliabilit)risimpmved．[Keywo—s]cylinderhead；tempemturefield；tlIennals缸_ess；combinedstress0引言在氣體機工作過程中。氣缸蓋受到機械負(fù)荷和熱負(fù)荷的共同作用。缸蓋火力面不但直接與高溫燃?xì)饨佑|，而且缸蓋底板還與冷卻水腔內(nèi)的冷卻水進(jìn)行換熱，
7、導(dǎo)致缸蓋底板溫度分布不均勻。同時受到氣門座圈、機體的位移約束。產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力。氣缸蓋火力面主要受熱負(fù)荷影響【”，為了降低底板熱負(fù)荷，需要對底板結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。本文通過對比改進(jìn)前后兩種缸蓋的熱應(yīng)力和綜合應(yīng)力。為優(yōu)化天然氣發(fā)動機缸蓋提供研究參考。1模型的建立1．1幾何模型圖1為已有的天然氣發(fā)動機氣缸蓋。圖2為改進(jìn)后的氣缸蓋，分別簡稱缸蓋1和缸蓋2。從圖中可以看出，缸蓋l的火力面與底板是平齊的；缸收稿日期：2016-01—18修回日期：2016_ol一23圈1原始缸蓋模型F啕．1Theo喲i哺Ic圳inderheadmodel圖2改
8、進(jìn)的缸蓋模型Fig．2Theimp兀)、，edcyIinderheadmodeI農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程2016年蓋2則是在缸蓋1的基礎(chǔ)上．利用Pm，E三維造型軟件在火力面區(qū)域內(nèi)挖出了一個規(guī)則的∞型淺坑，淺坑直徑為缸徑的0．8倍。計算對象是包括氣門座圈、螺栓、噴油器襯套、氣缸墊和機體的裝配組合模型。本文是針對缸蓋的計算分析。因此對于氣缸墊和機體的幾何模型做了簡化處理，使用相似的規(guī)則體來代替。由于缸蓋上的螺釘孔和銷釘孔對計算結(jié)果影響很小。通過幾何處理將這些小孔去掉，方便后續(xù)的網(wǎng)格劃分和計算分析。1．2有限元模型運用Hypennesh軟
9、件對裝配組合模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。在單元類型方面，由于氣缸蓋結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，網(wǎng)格模型整體采用適應(yīng)性好的四面體非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，考慮是在原有氣缸蓋的基礎(chǔ)上的改進(jìn)設(shè)計，一階單元的精度已經(jīng)可以滿足對比分析的需要。運用Abaqus進(jìn)行溫度場和應(yīng)力場計算時，分別選用DC3D4和C3D4網(wǎng)格類型。網(wǎng)
