柴油機(jī)機(jī)體組結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性設(shè)計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、中重型柴油機(jī)在工程機(jī)械、載重汽車中應(yīng)用廣泛，國(guó)內(nèi)柴油機(jī)設(shè)計(jì)主要集中在單一零部件的宏觀分析，而對(duì)機(jī)體組的組合體之間的協(xié)調(diào)性很少涉及。本文以4108型柴油機(jī)為研究對(duì)象，通過(guò)研究缸套-缸孔之間的配合間隙對(duì)缸套變形的影響，總結(jié)機(jī)體組各結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)性，為傳統(tǒng)的柴油機(jī)行業(yè)的設(shè)計(jì)工作提供經(jīng)驗(yàn)。
　　柴油機(jī)的絕大部分的零部件都是以機(jī)體作為支架，機(jī)體的受力狀態(tài)和具體結(jié)構(gòu)都非常復(fù)雜。在柴油機(jī)機(jī)體的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理就會(huì)導(dǎo)致在機(jī)體組

2、裝配工作狀態(tài)時(shí)出現(xiàn)裂紋等損壞現(xiàn)象。機(jī)體在工作過(guò)程中必須滿足足夠的靜強(qiáng)度與抗變形能力，才能保證在柴油機(jī)工作過(guò)程中機(jī)體組的安全，以及機(jī)體組其他關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的正確配合關(guān)系。
　　缸套是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)非常重要的零件之一。缸套變形將直接對(duì)活塞環(huán)的密封產(chǎn)生直接影響，在工作過(guò)程中，由于缸套發(fā)生變形嚴(yán)重，會(huì)造成活塞與缸套間的間隙過(guò)大或過(guò)小，間隙如果過(guò)小會(huì)造成拉缸，過(guò)大則活塞對(duì)缸套造成的沖擊力加大，使得柴油機(jī)的工作過(guò)程惡化。因此，研究柴油機(jī)的缸套變形，對(duì)保

3、證氣缸的良好密封性和柴油機(jī)正常工作具有重要意義。
　　本文首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量缸套輪廓變形，提取變形結(jié)果，結(jié)合仿真計(jì)算分析不同缸套-缸孔配合間隙對(duì)機(jī)體組結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性的影響，并通過(guò)動(dòng)力學(xué)計(jì)算研究在發(fā)動(dòng)機(jī)不同爆發(fā)壓力下缸套內(nèi)表面的振動(dòng)情況。研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面:
　　1、制定缸套測(cè)量方案，通過(guò)輪廓測(cè)量?jī)x測(cè)得缸套內(nèi)表面在不同截面的徑向變形量和圓度、4條特征線方向的軸向變形量。通過(guò)分析缸套變形數(shù)據(jù)，得到4108型柴油機(jī)四個(gè)缸套在上、中、

4、下三個(gè)截面的徑向變形差異較大。由于缸套測(cè)量?jī)x夾持爪的影響，使得缸套下部的圓度較大。四個(gè)缸套的軸向變形從上往下均出現(xiàn)先變大后變小的趨勢(shì)。
　　2、建立機(jī)體組有限元模型，計(jì)算缸套在有夾持爪徑向支撐力下缸套的輪廓變形，通過(guò)與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的變形數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證模型的正確性。通過(guò)設(shè)置不同缸套-缸孔配合間隙值，分析配合間隙對(duì)缸套變形的影響，得到不同配合間隙下，缸套有效變形的趨勢(shì)。
　　3、通過(guò)計(jì)算分析有夾持爪條件下且未安裝缸蓋時(shí)的缸套變形，并

5、與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比標(biāo)定，分析對(duì)比正常裝配下有無(wú)夾持爪條件下的缸套軸向變形，得到無(wú)夾持爪條件下的缸套軸向變形修正公式。
　　4、對(duì)機(jī)體組有限元模型進(jìn)行有限元計(jì)算，計(jì)算不同缸套-缸孔配合間隙下的組合體關(guān)鍵結(jié)構(gòu)無(wú)量綱剛度，利用響應(yīng)面法，以缸套扭曲度做為響應(yīng)面函數(shù)的系統(tǒng)輸出值，以缸內(nèi)爆壓、缸套上、中部徑向剛度作為函數(shù)的自變量，通過(guò)數(shù)據(jù)擬合得到缸套變形與機(jī)體組結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性規(guī)律。
　　5、搭建動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)機(jī)體組進(jìn)行減縮，通過(guò)非線性單元