卧式双缸柴油机缸盖热机耦合研究--《昆明理工大学》2011年硕士论文
卧式双缸柴油机缸盖热机耦合研究
【摘要】：缸盖是发动机上最复杂的零部件之一,其底板与活塞头部共同构成了燃烧室。因此,发动机工作时缸盖上承受着很大的热负荷和机械负荷。新型2D25卧式双缸柴油机的开发旨在面向船用和农用机械领域,并针对现有卧式单双缸柴油机存在的技术问题,自主创新设计的新型卧式柴油机。随着科学技术的发展以及人们对生存环境保护意识的提高,对内燃机工作性能、燃油消耗、尾气排放和工作噪声等方面的要求越来越高。为了满足这些要求,开发工作中相继采用了一系列强化和改善内燃机性能指标的新技术。这些新技术的使用使得柴油机缸盖的机械负荷和热负荷大大增加,再加上该机型采用了紧凑性设计方案,使得柴油机缸盖的强度和可靠性问题更加突出。因此,在设计阶段对缸盖进行温度场、应力场以及热负荷和机械负荷共同作用的耦合应力场进行有限元分析,了解缸盖的热负荷状态和综合应力分布情况,进而改进缸盖,提高其工作可靠性具有重要意义。
本文采用硬度塞测温法对柴油机缸盖表面关键点温度在标定功率工况下进行了测量,获得了标定工况下缸盖火力面关键点的温度值,分析了缸盖火力面温度在标定工况下的分布情况。采用热电偶测温法对缸盖水腔底板表面关键测点的温度进行测试。通过实测的温度值,计算分析了卧式双缸柴油机缸盖在标定功率工况下的温度场、热应力场,并对比分析了温度场和热应力分布以及实测值与计算值之间的温度差异。同时,本文还计算分析了该柴油机在标定工况下,预紧力工况与爆发压力工况下缸盖的机械应力场,缸盖在机械负荷和热负荷共同作用下的热机耦合应力场,对比分析了热应力和机械应力对热机耦合应力场的影响。
通过以上有限元分析与温度场试验研究,获得了该新型柴油机缸盖温度场和应力场分布结果,计算结果表明：发动机在标定功率下运行时,该柴油机缸盖的最高温度为346.3℃；最大热应力发生在温度梯度变化最大的区域,其值为223.8MPa；机械压力作用下,缸盖螺栓安装沉孔发生应力集中,最大机械应力为208MPa；热机耦合应力作用下缸盖鼻梁区上的应力达到231MPa；各个应力作用下缸盖的变形都不大,热机耦合作用力使缸盖的变形达到最大值,为0.102mm；综上可知,该缸盖满足工作要求。此外,通过有限元分析可为该柴油机缸盖的开发设计和改进提供了一定的理论依据,同时也为该公司生产的其他系列产品的有限元分析计算提供了参考。
【关键词】：
【学位授予单位】：昆明理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：TK42【目录】：
中文摘要3-4ABSTRACT4-9第一章 绪论9-17 1.1 课题背景及意义9-10 1.2 国内外研究概况10-15
1.2.1 发动机缸盖实验研究的国内外现状10-11
1.2.2 缸盖有限元计算国内外研究状况11-15 1.3 课题主要研究内容15-17第二章 缸盖三维有限元分析理论基础17-25 2.1 有限单元法17-19
2.1.1 有限单元法概述17
2.1.2 有限元法分析步骤17-19 2.2 缸盖温度场分析理论19-20
2.2.1 温度场仿真问题的微分方程式19
2.2.2 边界条件19-20 2.3 热应力分析理论20-21 2.4 有限元三维机械应力问题的基础理论21-23 2.5 接触问题23-25第三章 缸盖工作温度场测试及分析25-33 3.1 缸盖温度场测试的背景与意义25 3.2 本课题所采用硬度塞测温法简介25-26 3.3 试验材料、试件和设备26 3.4 硬度塞回火标定试验26-28
3.4.1 硬度塞材料的淬火处理26-27
3.4.2 硬度塞材料在不同温度下的回火处理27
3.4.3 硬度塞硬度随回火温度变化关系曲线的标定27-28 3.5 缸盖温度场测试试验及其结果分析28-31
3.5.1 缸盖温度场测试28-29
3.5.2 冷却水测试29-30
3.5.3 缸盖温度场测试的台架试验30
3.5.4 结果分析30-31 3.6 本章工作小结31-33第四章 发动机缸盖热机耦合分析33-55 4.1 计算模型的建立33-36
4.1.1 缸盖结构概述33
4.1.2 缸盖热机耦合分析的难点33-34
4.1.3 计算模型的网格划分34-36 4.2 缸盖三维稳态温度场的计算与分析36-45
4.2.1 温度场计算热边界条件的确定36-42
4.2.2 缸盖温度场计算各部件材料属性的定义42-43
4.2.3 温度场计算结果分析43-44
4.2.4 误差分析44-45 4.3 缸盖热应力场的计算与分析45-47 4.4 缸盖机械应力场计算与分析47-50 4.5 缸盖热机耦合应力场的计算与分析50-54 4.6 本章工作小结54-55第五章 全文总结与展望55-59 5.1 全文工作总结55-56 5.2 进一步工作展望56-59致谢59-61参考文献61-65
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机房操作人员应遵守安全操作规程，穿工作服和绝缘鞋，机组人员应分工明确。 检查飞轮及发电机部分防栏杆罩是否完好。检查各变速箱、离合器、调速器、油位、各紧固件等，确认完好，油水温度不低于20度时，方可起动。在拖拉机上的发电机是由发动机带动的，所以转动方向是一定的，在检修时若将发电机反向旋转就不发电，这是因为正转时电枢线圈在磁场的作用下感应出的电流经调节器与激磁线圈相通。合上控制箱内的保险后，按启动按钮，按下按钮3~5s，若启动不成功，应等20s左右再次启动。若多次启动不成功，应停止启动操作，排除电瓶电压或油路等故障因数后，再次启动（网络负责人138-林经理） 潍柴4100柴油机缸盖总成报价潍柴配件大全。
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哪位汽车修理大师能否告诉我柴油机水箱翻水的原因有几种 还有缸盖漏水和缸垫冲时水箱翻水是一样的吗
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.打气泵钢床垫损坏2，这种情况水箱不会冒泡3.发动机小循环水管赌赛
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--燃烧室与水道之间烧穿，燃烧室的压缩气体进入了冷却系统，导致冷却液冒泡、翻花这种现象基本可以认定是汽缸垫烧损所致
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有缸盖漏水和缸垫冲了就是一回事，但不知道你说水箱翻水是什么意思
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