以某柴油机气缸盖为研究对象,通过对50余个气缸盖进行不同边界条件进行热疲劳试验,获取不同边界条件下的气缸盖疲劳寿命。对试验结果进行数据分析得到修正的气缸盖热疲劳寿命,并预测其他边界的热疲劳寿命。对气缸盖台架的耐久试验进行分析预测,结果表明:气缸盖度低于360℃,预测热疲劳循寿命为在20000次循环以上,预测负载循环耐久试验可达10000h以上,满足气缸盖使用要求。

柴油机气缸盖承受机械载荷和热载荷双重作用,在气缸盖中喷油器孔与气门座孔之间的鼻梁区工作温度最高,应力更为集中,对气缸盖变形和裂纹影响较大。针对这一现象,以385T柴油机为研究对象,利用Pro/Engineer对气缸盖、压板、压板螺栓和喷油器等相关部件建立三维模型,并利用ANSYS有限元软件对喷油器孔的受力面在不同设计方案情况下进行比较分析。研究分析表明,通过更改喷油器孔处受力面结构,并配套增加铜垫片和调整喷油器压板装配位置,可以有效减小喷油器孔处受力面应力集中。

为了9300-22组新型气缸盖毛坯的试制,铸造车间设计了缸盖的造型工艺和熔炼浇注工艺,联系制作了新的模具,联系新能源公司对气缸盖结构设计上关于铸造工艺性方面不合理的地方进行了改进。

介绍了气缸盖铸件的结构,详细阐述了3D打印气缸盖砂芯的工艺及铸造工艺:(1)将底板芯、进/排气道芯、下水套芯组合在一起,形成1个砂芯,然后将顶盖芯及原装配芯组合在一起;(2)3D打印所用芯砂性能指标为:发气量≤10 mL/g,常温抗拉强度≥1.75 MPa,常温抗弯强度≥2.75 MPa;(3)浇注温度为1440~1460℃,浇注时间16~18 s,浇注铁液质量200 kg。生产结果显示:铸件的尺寸精度达到了CT8级,铸件的力学性能也达到了设计要求,在开发成本和生产周期上都较传统方式有了很大地提高,实现了复杂铸件的快速开发。

某型增压发动机铝合金气缸盖采用金属型重力倾转浇注铸造工艺生产时,在凸轮轴座经常出现气孔缺陷。通过CAE铸造工艺模拟,产品结构分析等,找出了气孔缺陷形成的原因。通过优化气缸盖结构、调整铸造工艺参数等措施,消除了气缸盖铸件气孔缺陷,提高了气缸盖铸件出品率,取得了良好的经济效益。

由于高温和温度分布不均等客观条件,发动机缸盖往往容易形成热疲劳裂纹,严重影响着发动机的可靠性和耐久性。因此,在发动机开发过程中,准确获得气缸盖温度场分布状况极为重要。基于NI硬件设备和LabVIEW软件开发环境设计了一套热电偶温度采集系统,并结合红外测温系统的使用特点,对某单缸风冷汽油机气缸盖进行温度场测试试验研究,以寻求更优的气缸盖温度场测试试验方法,并根据试验数据分析该发动机气缸盖热状态及其随运行工况变化的规律。

对发动机气门容易发生故障的主要原因进行了分析,从研究气门冲击气缸盖的振动响应特性和传递特性出发,简述利用气缸盖表面振动信号检测和诊断发动机排气门故障的途径。气缸盖表面振动是发动机缸内各种激励力冲击的综合响应,建立了气缸盖振动系统的多输入单输出线性模型,通过傅氏变换得出了激励的传递函数,说明利用气缸盖表面振动信息来检测缸内的工作情况是可以实现的。

为解决发动机气缸盖气门阀座底孔深度检测困难问题,对气门阀座底孔的技术要求进行详细分析,设计阀座深度测量方案及专用工具。测量工具由测量块、探针、螺钉、紧固套、千分表和标准块组成,以标准块U型槽的深度为基准,根据千分表指针的摆动距离计算阀座底孔深度。测量工具的测量系统分析(measurement system analysis,MSA)验证结果表明,量具的重复性和再现性符合要求,适用于阀座底孔深度的测量。该量具能快速准确地测量阀座底孔深度,结构简单紧凑,使用方便,满足生产线的检测效率和精度要求。

本文主要针对一种中速船用柴油机气缸盖气道位置出现的皮下气孔进行了分析,分析认为主要是由于气道厚大,以及采用了中注半开放式浇注系统导致铁液在气道下部厚大部位出现紊流形成氧化夹渣,最终形成渣气孔。通过优化浇注系统与溢流系统,最终解决了皮下气孔缺陷。

气门导管孔及气门座圈密封带同轴度的好坏直接关系到气门对气门锥面的密封性,这是影响内燃机性能指标的关键项目。本文通过对本公司4L22CR气缸盖的气门座内孔和气门导管孔的组合精加工中运用了导条刀具,保证了气门座内孔和气门导管孔的同轴度要求,使气缸盖的气门座内孔和气门导管孔的加工质量得到了明显的提高。