某八缸柴油机气缸盖温度场的有限元分析

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1、第53卷第5期农业装备与车辆工程2015年5月Vol.53No.5AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGMay2015doi:10.3969/j.issn.1673-3142.2015.05.013某八缸柴油机气缸盖温度场的有限元分析宋状，宋希庚(116024辽宁省大连市大连理工大学内燃机研究所)[摘要]对某八缸中速柴油机气缸盖温度场进行有限元分析。首先，利用ProENGINEER软件，建立柴油机气缸盖的三维实体模型，然后将模型导入有限元软件ANSYSworkbenc

2、h进行网格划分和边界条件的设置，最后分析模拟气缸盖的温度分布情况，为结构的改进提供参考。[关键词]柴油机；气缸盖；有限元分析；温度场[中图分类号]TK421[文献标识码]A[文章编号]1673-3142(2015)05-0055-04FiniteElementThermalAnalysisofanEightCylinderDieselEngineCylinderHeadSongZhuang，SongXigeng(InstituteofInternalCombustionEngine,DalianUnivers

3、ityofTechnology,DalianCity,LiaoningProvince116024,China)[Abstract]Inthisarticle,thethermalanalysisofdieselenginecylinderheadwasstudied.Firstofall,usingProENGINEERsoftware,thethree-dimensionalmodelofdieselenginecylinderheadwasestablished.Thenthemodelwasputin

4、toANSYSworkbenchtocarryonthegridandsettheboundaryconditions.Finally,thetemperaturedistributionofcylinderheadwasachieved,andinformationforimprovingcylinderheadstructurewasprovided.[Keywords]dieselengine；cylinderhead；FEA；temperaturefield0引言体力学是以三种基本传热方式为理论基础，

5、适合于分析温度分布状况。将该模块与StaticStructural近几年，随着计算机模拟技术的发展，有限进行耦合，能够计算出缸盖的热应力、热应变等元分析应用得越来越广泛，它可以有效地缩短研要素，为整机的受力分析和结构的改进提供参考。发周期、降低成本，为实验提供理论支持。目前本文所要研究的柴油机主要技术参数如表1针对于内燃机的温度场分析主要包括活塞、缸套所示。该柴油机气缸盖与常规气缸盖相比有很大和气缸盖这几部分，其中气缸盖是内燃机动力组不同，相比于常规气缸盖，该型柴油机的气缸盖装配中最为重要和复杂的部件，也是内

6、燃机工作旋转了45°，并联气道、进气口在外右侧，排气环境最恶劣的部件。在柴油机工作过程中，气缸口在内左侧。盖火焰面需要承受缸内燃料燃烧产生的高温，这种热负荷导致气缸盖各位置的温度分布非常不均表1柴油机的主要技术参数匀。冷却水的冷却作用会很大程度地缓解气缸盖Tab.1Mainparametersofdieselengine所受的热负荷，但是并不能很好地解决温度分布参数数值不均的问题。形式8缸、L型、四冲程目前，应用较多的温度场分析软件主要有缸径×行程/mm×mm265×300FLUENT、STAR-CD、KIV

7、A等。这些主要是以计标定功率（转速）/kW(r/min)2330(1000)算流体力学为理论基础，研究方向大多集中在运标定功率的平均有效压力×最高燃烧压力/MPa2.1×16.5用流体分析软件预测冷却液水流组织情况，进而获得缸盖温度分布。本文是利用ANSYSworkbench1建立气缸盖模型并划分网格的Steady-StateThermal模块进行分析，分析时将由经验可知，直列8缸柴油机冷却水流速从温度场简化为稳态温度场，该模块有别于计算流第1缸到第8缸逐渐降低，同时冷却水温度会随着温度的积累从第1缸到第8缸

8、逐渐升高，冷却收稿日期:2015-01-26修回日期:2015-02-05效果最差的部分应该出现在直列8缸机的末端即56农业装备与车辆工程2015年第8缸。故本文只对冷却效果最差，温度最高的第8缸缸盖进行温度场分析。利用ProENGINEER软件，建立柴油机气缸盖的三维实体模型。为了保证网格划分和有限元分析的效率，在不影响温度场分布的情况下对气缸盖模型进行适当的简化，简化后的模型外观如图1所示，内部