天然氣發(fā)動機缸蓋-缸體多場耦合及疲勞分析.pdf

1、目前，隨著石油資源的嚴重不足，天然氣因其儲量大、應用效果好已成為發(fā)動機應用最廣的代用燃料。但是天然氣混合氣熱值高、燃燒比較緩慢，導致發(fā)動機的排氣溫度高、熱負荷大，這對發(fā)動機缸蓋、機體的結構可靠性提出了更嚴格的設計要求。因此，對天然氣發(fā)動機溫度場、應力場及疲勞壽命等方面的研究顯得尤其重要。
　　本文以東風汽車有限公司天然氣發(fā)動機為研究對象，進行了整機的CFD和FEA的模擬，提出了完整的利用多場耦合來進行缸蓋缸體結構強度和疲勞壽命計算

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