天然氣發(fā)動機(jī)缸蓋-缸體多場耦合及疲勞分析.pdf

1、目前，隨著石油資源的嚴(yán)重不足，天然氣因其儲量大、應(yīng)用效果好已成為發(fā)動機(jī)應(yīng)用最廣的代用燃料。但是天然氣混合氣熱值高、燃燒比較緩慢，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的排氣溫度高、熱負(fù)荷大，這對發(fā)動機(jī)缸蓋、機(jī)體的結(jié)構(gòu)可靠性提出了更嚴(yán)格的設(shè)計要求。因此，對天然氣發(fā)動機(jī)溫度場、應(yīng)力場及疲勞壽命等方面的研究顯得尤其重要。
　　本文以東風(fēng)汽車有限公司天然氣發(fā)動機(jī)為研究對象，進(jìn)行了整機(jī)的CFD和FEA的模擬，提出了完整的利用多場耦合來進(jìn)行缸蓋缸體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和疲勞壽命計算

2、分析的方法。針對該發(fā)動機(jī)在最大扭矩工況下的結(jié)構(gòu)可靠性進(jìn)行了模擬研究。開展了一維工作過程、三維缸內(nèi)燃燒過程、冷卻水套的三維 CFD分析、整機(jī)的流固耦合。最終，對缸蓋-機(jī)體進(jìn)行了應(yīng)力分析和高低周疲勞的分析。
　　溫度實驗和仿真結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)：氣缸蓋的溫度模擬結(jié)果與測量結(jié)果比較一致，驗證了本文方法的準(zhǔn)確性。溫度場仿真結(jié)果的最高溫度為330.3℃，最高溫度在火花塞附近靠近兩個排氣門之間的位置。應(yīng)力結(jié)果表明：該發(fā)動機(jī)缸蓋的各個進(jìn)排氣門之間出現(xiàn)