在对船舶柴油机气缸盖锻件结构进行分析后,通过计算机数值模拟与物理模拟相结合,对锻造成形工艺进行了优化。结果表明,成形前中间坯及模具结构设计合理,能够在较小载荷条件下实现气缸盖全仿形锻造,锻件质量明显改善,材料利用率大幅提高,制造周期得以缩短。

柴油机气缸盖内腔结构复杂,铸造缺陷导致的产品报废率高,其中以内部疏松导致的润滑油渗漏比例最大。本文阐述了运用软件模拟技术分析和工艺改进的过程,通过多项改进最终达到消除此类缺陷的效果。

此采用新概念设计4L系列柴油机的气缸盖。提高了柴油机缸内的爆发压力,并且在满足国VI排放法规及气缸盖可靠性的基础上,把节能降耗作为主要目标,最低比油耗可以达到197 g/(kW·h)。详细介绍了气缸盖主参数的确定、气门布置、双层水套以及气缸垫的设计过程。利用CFD分析了气缸盖水套冷却水量分布,利用有限元分析了气缸盖温度场,水套温度场以及高周疲劳的安全系数,气缸盖可靠性通过疲劳试验及台架试验进行验证。分析结果表明气缸盖的工作性能,冷却能力及可靠性均满足设计要求,证明了气缸盖设计的合理性和有效性。

柴油机气缸盖气门座加工存在很多难点,本文针对加工难点进行分析,并提出铰削加工解决措施,有效解决了加工问题,提升了生产效率。

内燃机气缸由缸体和缸盖组成,由于气缸经常与高温、高压的燃气接触,为了保证气缸表面能在高温下正常工作,必须对气缸和气缸盖随时进行冷却。具有气缸盖冷却技术的内燃机具有热能利用率高、排放性能好以及使用寿命长等诸多优点。基于上述优点,本领域技术人员对气缸盖散热技术进行了大量的研究,并申请了大量的专利。针对这些专利文件,本文针对内燃机气缸盖散热的技术构成进行了分析,本文从相关专利的申请量年度分析、技术分支申请量以及重要申请人分布等方面对气缸盖散热技术相关的专利进行较为深入的研究分析。

针对气缸盖铸件孔洞缺陷提出了不同的见解,并从对缺陷的认识、缺陷原因分析及预防措施等方面进行了全面认证。

我们针对机械疲劳考核中出现的气缸盖开裂问题,运用疲劳试验及仿真评估技术,对缸盖失效位置进行疲劳强度评价,研究结构改进设计和材料性能强化对疲劳安全系数的影响。最终提出满足设计要求的改进方案,并顺利通过机械疲劳试验考核。

分析某船用柴油机气缸盖内部穴蚀导致的漏水的问题,得出气缸盖穴蚀的原因为死水区的存在不利于散热并加剧气泡的产生导致穴蚀。利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件对气缸盖内部冷却水流道进行流体动力学仿真,根据仿真结果对柴油机的气缸盖内部流道改进,设计改进型的水封套管,消除死水区并改善气缸盖内冷却水的流动状态,解决气缸盖内部穴蚀的问题。

某种大型球铁气缸盖在生产过程中发现油池内渣气孔、喷油器孔以及斜油孔等多部位缩松、打磅漏水等缺陷,废品率很高。分析了铸造缺陷产生的原因,并利用MAGMA软件对工艺进行模拟,提出合理改进措施。经生产验证,气缸盖缺陷改善效果显著,铸件成品率大幅提高。

为解决发动机气缸盖零部件温度梯度过大,热负荷产生的热应力和机械应力叠加导致气缸盖热疲劳失效的问题,通过实测灰铸铁气缸盖鼻梁区温度场分布,追踪气缸盖升温响应及其随冷却液、进气温度等不同影响因素的变化规律,为评估气缸盖热负荷水平和安全性及气缸盖设计与仿真计算提供参考。