CAE分析在发动机缸体缸盖设计中的应用.pdf

CAE分析在发动机缸体缸盖设计中的应用 曾庆强 李凤琴 徐发扬 （长安汽车股份有限公司汽车工程研究院，重庆 401120） 摘要 ：缸体缸盖承受着气体力和紧固气缸盖螺栓所造成的机械负荷，同时还由于接触高温燃气而承受很高的热负荷，工作环 境恶劣，同时为了保证气缸良好的密封，气缸垫的加载卸载特性不仅要满足要求，而且 气缸盖缸体既不能破坏，也不能变形太大， 为此气缸盖缸体应该有足够的强度、刚度，而缸套变形与漏气量和机油消耗量等指标密切相关，因此一个全新设计要考虑具有足 够的强度，刚度，密封性还要考虑缸套变形对漏气量和机油消耗量的影响。我们在设计前期对缸体缸盖进行一体化分析，以评价 缸盖缸盖的强度、刚度，并评价缸垫的密封效果和气缸套变形的影响。 关键词： 连杆，静力学，疲劳强度，Abaqus ，FEMFAT ，AVL-Glide CAE Analysis Apply in Design For Block and Head of Engine ZENG Qingqiang LI Feng Qin XU fayang (Automobile Engineering Institute of ChangAn Automobile Co. Ltd ，Chongqing, 401120, China) Abstract: Block and head endure gas force, bolt force and the thermal force for contact with high temperature gas, work environment is very hard, in order to insure sealing of head and block, except the gasket behavior should meet demand ,the head and block did not distort and destroy ,so they should have enough strength and stiffness ,we should consider that blow-by and oil consumption affected by line bore distortion severe . So we carry out analysis of head and block compound in order to evaluate the strength and stiffness of head and block, to evaluate the sealing of gasket and for line bore distortion. Keywords: Connecting Rod, Static, Fatigue strength, Abaqus, FEMFAT, AVL-Glide 1 前言 缸盖缸体是结构复杂的箱形零件，其上加工有进、排气门座孔，气门导管孔，火花塞安装孔，还铸有水套、 进排气道和燃烧室等，因此结构十分复杂，且要承受不断变化的气体的爆发压力和螺栓预紧力，同时还有承受因 温度不断变化引起的热应力的影响，因此进行 CAE 分析，校核缸盖缸体是否具有足够的强度和刚度十分重要， 缸盖缸体承载着缸内气体作用力和惯性力，而作用在燃烧室上的气体作用力为：  p  （1 ） gas g 其中，  是作用在活塞上的气体爆发压力，A 为燃烧室的投影面积。 gas 而计算紧固螺栓预紧力是首先根据最大气体爆发压力选取具体的螺栓类型等级，然后根