柴油机气缸盖是和谐内燃机国产化的重要零部件,内部结构复杂,几何公差要求高。省去原有的划线和立式车床加工工序,直接在卧式加工中心加工,毛坯的直接加工,涉及到零件定位基准的选择、零件的快速装夹定位,同时,零件中有较多毛坯面的深孔加工,加工难度大,直接关系到产品的合格率。

文章介绍了一种进气管的固定装置,增加了套设在紧固螺栓外侧的螺栓套管,当气缸发生振动时气缸盖通过紧固螺栓将振动传递给螺栓套管,螺栓套管再通过橡胶垫片将振动传递给进气管,在振动传递的过程中橡胶垫片起到了缓冲的作用,削弱了振动,从而减小了进气管的振动,即减小了发动机整体的振动。通过发动机附件振动测试,可以明显发现安装此结构的发动机整体噪音减低,优化了工作人员的工作环境。

某型柴油机定型试验过程中出现燃烧室、燃油系统进水问题,使柴油机的可靠性无法达到设计要求。我们对柴油机相关部位进水的原因进行分析,最终查明冷却液泄漏位置,并采用适宜的改进措施,使问题得到有效解决。

在减少灰铸铁缩松缺陷、降低气缸盖漏水率方面,常用工艺手段主要有调整铁水成分、增设冒口、添置冷铁、优化浇注系统、涂覆激冷涂料等。介绍了在解决本公司Y系列灰铸铁连体气缸盖漏水问题中,设计专用内冷铁、降低碳当量以及优化孕育方式,使漏水率大幅降低。同时针对漏水缺陷探究了其他措施,如刷涂碲涂料以加速局部冷却、改进浇冒系统增加补缩途径等。

为提高缸盖温度场的仿真预测精度,合理运用沸腾换热的高效换热能力,利用矩形通道内沸腾传热试验台架研究了铸铝加热块、50%乙二醇水溶液在不同流速、入口温度和系统压力下的沸腾换热特性,并对现有渐进模型进行修正,建立适用于发动机缸盖材料及冷却液的沸腾传热模型。将修正后的沸腾传热模型嵌入STAR-CCM+软件进行仿真验证,结果表明,仿真所得壁面热流密度与试验结果的误差均小于5%。利用该模型建立缸体缸盖固体导热及冷却水腔沸腾换热耦合传热系统,仿真和试验结果表明:沸腾传热可有效提高缸盖与冷却液间的传热效率,该沸腾传热模型能更准确地预测缸盖温度分布。

为详细研究气缸盖的动态热机耦合应力场,进行了一系列沸腾传热实验,并提出提出一种修正后的RPI模型,在该模型的基础上建立了冷却液缸盖的流固耦合计算模型,同时建立了柴油机的工作过程计算模型。以上述模型为基础,对某重型柴油机缸盖的温度场,热应力场,热机耦合应力场以及动态热机耦合应力场进行了分析,结果显示螺栓预紧力对缸盖的热机耦合应力影响最大,缸盖底部排气门鼻梁区的热负荷较重,应该引起足够的重视。

WP10系列气缸盖为典型的薄壁复杂铸件,利用KW造型线潮模砂工艺大批量生产中,工艺控制难度大,工艺稳定性差,气孔缺陷为主要的缺陷之一。利用MAGMA数值模拟对多种工艺优化方案进行模拟分析,依据计算分析结果,对现有的模样布置和浇注系统进行重新优化设计,并通过现场工艺验证实施,新工艺取得了较好的效果。

从缸盖本体取样测试了其材料疲劳性能,提出了一种新的疲劳寿命分布模型选用方法,高应力低寿命区选用对数正态分布模型,低应力长寿命区选用三参数威布尔分布模型。给出了用Matlab计算三参数幂函数S-N模型参数的方法,并分析了不同S-N疲劳应力寿命模型拟合偏差,结果表明,三参数幂函数模型精度明显优于另外两种。最后根据计算结果拟合预测了疲劳强度,混合分布预测结果与升降法测试结果的偏差最小,为6 MPa。

发动机气缸盖(简称"缸盖")的水套结构设计是否合理对冷却液在缸盖内的流动速度、热交换效率和压力降的大小起着决定性的作用,并直接影响到缸盖在发动机运行过程中的工作稳定性。文章重点研究一种新型横流式缸盖冷却水套的设计,并通过CFD计算分析对水套的结构及冷却性能进行优化与改进。

为了研究某柴油机工作时气缸燃烧和冷却系统共同作用下缸盖的温度分布,采用流固耦合的方法对其进行温度场分析。运用三维数值仿真计算技术对柴油机缸内的燃烧、冷却过程进行计算,以此得到柴油机缸内燃烧室温度场的分布状态、热换系数等参数,以及冷却系统中缸盖水套的温度分布状态、热换系数;再进行研究,得出冷却水套壁面、缸盖火力面的热边界条件。将上述过程得到的热边界条件应用于气缸盖有限元模型中进行传热耦合计算,最终得到柴油机气缸盖的温度场分布;为了验证此计算结果的有效性,对温度场分布结果进行实验验证,最终确定结果。实验最终表明,柴油机缸盖最高温度远远低于其材料的最高工作温度,分布较为合理。