缸套厚度对柴油机缸套变形的影响研究.pdf

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1、徐远志温志高毕玉华雷基林申立中：缸套厚度对柴油机缸套变形的影响研究缸套厚度对柴油机缸套变形的影响研究AStudyontheEffectofDifferentLinerThicknessonDieselEngineLinerDeformation徐远志1温志高2毕玉华1雷基林1申立中’(I昆明A．Y-大学2豫西集团成都银河动力有限公司)[摘要]气缸套一活塞摩擦副是柴油机中热负荷高、机械冲击大、工作环境最为恶劣的摩擦副，其运行可靠性是决定内燃机工作性能的要素之一。以增压中冷四缸柴油机湿式缸套为研究对象，研究了不同缸套厚度对缸套机械变形与热变形的影响。结果表明：缸套的厚度直接影响预

2、紧力及缸内温度对缸套变形的作用大小。在缸盖螺栓布局不变的情况下，缸套厚度增加，机械变形与热变形变小，预紧力及热负荷对缸套变形的影响变小。[关键词]柴油机气缸套预紧力热变形Abstract：Thefrictionoflinerandpiston，whichworkundertheworstconditionsuchashighther-malandmechanicalload，isoneofengineperformancefactorthatdeterminetheworkingreliability．Inthispaper．theeffectofdifferentliner

3、thicknessonlinermechanicalandthermaldeformationwasstudiedbasedonafourwetlinerdieselengine．Theresultshowsthatthelinerthicknessdirectlyaffectsthelinerthermaldeformation．Undertheconditionofthecylinderhe：adboltlayoutunchanged，withthelinerthicknessincrease．the1inermechanicalandthermaldeformation

4、decrease．Theboltpreloadandthermalloadhaslittereffectonthedeformation．Keywords：dieselengine；liner；preload；thermaldeformation0引言柴油机缸套一活塞摩擦副是柴油机重要的摩擦副。由于加工和装配、气活塞侧击力、冷却不均等因素，容易产生缸套失圆变形。缸套的失圆变形直接会影响到整个柴油机的工作可靠性、油耗与排放性能。缸套变形量过大容易导致引起燃烧室和油底壳之间油一气互相泄漏，从而使得柴油机的排放增加；缸套变形过小容易导致拉缸，因此需要对缸套的变形进行控制。缸套冷机下

5、的变形主要是由加工与缸盖螺栓预紧产生的。缸套壁厚、缸盖螺栓预紧力矩的大小及气缸套项平面上的受力位置对缸套的变形均有显著影响。缸套在热机下的变形主要由于缸内燃气与冷却水套间通过缸套热传递不均匀性的影响，使缸套产生温度梯度，从而产生热变形。以往的研究多是针对单个缸套进行分析机械变形与热变形分析，本文采用装配耦合的方法，以不同壁厚的缸套的增压中冷柴油机为研究对象，主要分析不同缸套壁厚对缸套静态应力与应变、热应力与应变的影响。1有限元模型建立利用UGNX6．0建立缸盖、机体、气缸套、缸盖螺栓以及气缸垫实体模型，对实体模型进行装配且保证模型装配关系的准确性后导人abaqus建立有限元计

6、算模型。气缸盖、缸垫与机体主要是靠18个缸盖螺栓来连接，保证气缸盖、气缸垫和机体密封的可靠性以及在预紧力作用下缸盖均匀贴合在结合面。由于机体模型比较复杂，分析中主要考虑缸套变形，因此在不影响缸套的变形，对机体模型外表面、机体下部与缸套关系不大，且影响网格划分的圆角、小孔、油槽和油孔进行简化。缸垫具有受压缩性，在2内燃机与配件2016年第1期缸盖螺栓预紧力下缸垫被压缩，因此缸垫会影响缸套的变形。本文未考虑缸垫的受压缩性。考虑到柴油机装配模型之间存在大量的接触分析，因此计算模型采用线性网格。在对网格划分时，研究重点是缸套变形需要把缸套的网格细化，机体采用网格比较粗的线性四面体单元

7、，仅对与缸套做接触分析的区域进行细化。机体共有为764521网格单元；缸套则采用线性六面体网格，每个缸套有68640个网格单元。憋一鍪2计算方案的设计及边界条件2．1计算方案的选择分析中主要考虑缸套厚度来作为缸套变形的研究，因此选择缸套壁厚为7．65mm、7．15mm、6．65mm，且修改缸套与机体的接触区域，保证缸套与机体的精密配合。2．2缸盖螺栓预紧力预紧力的加载是将螺栓预紧力均匀的形式分布到气缸盖螺栓的螺杆端面上。螺栓预紧力F是通过柴油机技术要求中的螺栓安装拧紧力矩换算得到的：F=去㈩式中，T为螺